近日,全球首臺雙轉子漂浮式風電平臺一一“明陽天成號”,在歷經一個完整年周期的全場景及全功率段運行后,圓滿完成了包括材料與結構可靠性驗證、部件與系統級技術驗證、智能控制策略優化及前沿機理研究在內的各項綜合測試,性能指標全面達標,成功攻克了雙葉輪漂浮式風電技術難題。
這標志著由明陽集團自主研發的漂浮式風電核心技術在理論研究與工程化應用水平等方面實現重大突破,為全球深遠海風電技術打造可復制、可規模化的中國標準。
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核心結構經受極端海況考驗
核心系統可靠性全面驗證
在一年多的運行周期內,“明陽天成號”歷經復雜的洋流與潮汐的交變載荷及三次超強臺風(摩羯、樺加沙、麥德姆)惡劣氣象條件的考驗,整機結構體系保持穩定可靠,核心創新結構性能得到充分驗證。

“明陽天成號”直面超強臺風“樺加沙”
超高性能混凝土浮體:創新材料應用表現優異,在海水腐蝕、海生物附著及波浪沖擊等極端海況載荷和長期運行的疲勞載荷下,其結構完整性、力學性能保持高度穩定,為漂浮式基礎的大型化、模塊化、經濟性和可靠性提供全新解決方案。
宜水性流線型浮筒:精準實現浮體水動力特性與浮力平衡驗證,平臺姿態控制及應力分布可控,在復雜水動力及氣動環境下展現出卓越的穩定性與結構安全性,如在滿發情況下,實測機艙的橫搖均值為0°,縱搖范圍為0.25°~2.75°。

塔架+拉索系統設計:優化的結構設計實現載荷高效傳遞,保障雙葉輪協同運轉的結構安全與運行穩定性,整機剛度提升,降低了塔筒及混凝土浮臂的疲勞響應;實測塔筒頻率及拉索頻率與理論設計偏差1%,體現整體設計的準確性。

單點系泊+下風向設計:通過雙葉輪的主動偏航控制方案和翼型塔架的對風效果,實現360度自適應快速對風,對風偏航速度達到0.2-0.28°/s,較常規主動偏航系統的對風效率提升33%-87%。臺風麥德姆深度影響期間,“明陽天成號”的偏航誤差始終控制在±3°以內,且“錨點”固定在一個半徑為4米的圓內,驗證了單點系泊系統在復雜海況下的超強適應性與可靠性。

系統級技術測試圓滿完成
仿真與測試雙向驗證
項目團隊構建多風輪機組測試驗證體系,通過整機從上到下上千個傳感器,采集機組全功率段內、99%可見海況的海量實測數據,與計算機建模中的高精度載荷仿真數據進行對比分析;全面開展機組動態響應分析,深度解析風浪流耦合下的浮體運動、機組運行、機組姿態、拉索索力變化等機理,形成完整的技術數據庫,為下一代超大型雙風輪機組的研發及行業標準完善提供關鍵支撐。

工程測試流程圖
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全場景控制策略成功驗證
運行模式實現靈活突破
依托自主創新的智能控制策略設計,“明陽天成號”完成多項核心控制策略在全工況下的實海驗證,實現高效、安全、靈活運行:
雙葉輪恒功率協同控制:通過“兩級三控”的控制架構體系,轉速、轉矩、槳距角等的協同控制,實現雙機功率平衡、載荷均衡,最大化提升風能利用效率。
主動偏航對風控制:結合單點系泊被動對風偏航的優勢,通過PID控制器調節兩側葉輪的推力差,實現快速精準對風,適配多變風況;實測在低功率、低風速情況下,主動偏航控制策略能使平均偏航誤差降低5°,在高功率、高風速條件下,誤差可減少15°。
尾流優化控制:基于雙葉輪氣動耦合特性與實際海況尾流演化規律,通過智能算法協同調度雙機、載荷分配優化及氣動干擾抑制,有效降低來自上風向風機的尾流效應,以及對下風向風機的風速虧損等導致的湍流強度增大及功率損失影響,實現雙機氣動性能協同最優的同時,提升整場的發電能力。
共振區穿越與載荷抑制控制:智能識別在不同風浪流工況下的共振區間,并安全穿越,實現智能規避振動風險,保障全工況結構安全。
雙機頭單機運行模式:成功驗證在特定風況區間及功率段下單機獨立運行測試,實現單機啟停機、功率調節、穩定并網與安全退出,進一步豐富運行模式,驗證平臺冗余運行能力,提升機組調度靈活性、故障容錯率與運維窗口適應性。
保護策略深度測試:試驗了在全功率段工況下,各保護邏輯的準確性及可靠性,及不同停機模式下機組的穩定性。

“明陽天成號”漂浮式風機從技術創新突破,到工程工藝突破,再到一年運行試驗,完成了結構可靠、系統可控、策略可用、機理可知的全流程驗證,其樣機的成功離不開各參與單位的支持,也是明陽集團堅持創新、深耕深遠海風電領域的必然結果。
未來,明陽集團將持續深化技術創新與成果轉化,加速推動深遠海漂浮式風電技術迭代與規模化應用,以硬核科技助力全球能源轉型,為實現“雙碳”目標貢獻更多明陽力量。
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