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圖為哈電機(jī)自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的首臺國產(chǎn)抽水蓄能機(jī)組球閥——響水澗抽水蓄能機(jī)組球閥正在進(jìn)行組裝。

日前，在業(yè)界專家和相關(guān)參建方的注視下，我國單機(jī)容量最大的抽水蓄能電站機(jī)組——浙江仙居電站首臺機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。 

據(jù)介紹，業(yè)主方做了一個(gè)簡單直觀的實(shí)驗(yàn)，將3枚硬幣立于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)組蓋板上，硬幣居然不倒，此舉充分證明了機(jī)組運(yùn)行的高度穩(wěn)定性。 

在這座具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的375兆瓦國內(nèi)最大單機(jī)容量、447米高水頭水輪機(jī)組的研制中，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（以下簡稱哈電機(jī)）以卓越的技術(shù)實(shí)力，在助推抽水蓄能機(jī)組國產(chǎn)化的征程中又實(shí)現(xiàn)了一次重大飛躍。 

在高調(diào)亮相的荒溝抽水蓄能項(xiàng)目招標(biāo)中，哈電機(jī)在國內(nèi)外6家同行企業(yè)參與的公開競標(biāo)中，憑借國際領(lǐng)先的技術(shù)再度贏得用戶信任，將4臺30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組全部收入囊中。而“分?jǐn)?shù)極路比繞組”技術(shù)作為其中的重要研發(fā)成果之一，填補(bǔ)了國內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的空白。 

哈電機(jī)通過半個(gè)多世紀(jì)的努力，參與研發(fā)制造了10余座水電站的數(shù)十臺機(jī)組，逐步建立了一套我國獨(dú)有的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)研發(fā)體系，從而躋身世界抽水蓄能技術(shù)領(lǐng)域的前列。 

創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)先世界 

“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，創(chuàng)新興則企業(yè)興、創(chuàng)新強(qiáng)則企業(yè)強(qiáng)、創(chuàng)新久則企業(yè)持續(xù)強(qiáng)盛。”哈電集團(tuán)公司董事長、黨委書記鄒磊如是說。 

哈電機(jī)積極貫徹集團(tuán)公司發(fā)展戰(zhàn)略，依托國家科技支撐計(jì)劃、企業(yè)三年科技趕超計(jì)劃等，一次次刷新著行業(yè)紀(jì)錄。 

一直以來，水泵水輪機(jī)穩(wěn)定性和運(yùn)行效率兼顧的難題始終未能解決。為了提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的辦法是，在機(jī)組中安裝非同步導(dǎo)葉，但這樣的做法卻是治標(biāo)不治本，不僅設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整體安全性低，甚至?xí)��?dǎo)致機(jī)組無法并網(wǎng)。 

面對這一世界性的難題，哈電機(jī)積極革新設(shè)計(jì)理念，采用獨(dú)特的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)組各工況性能的合理匹配。使“S區(qū)”水頭安全裕量和“駝峰”區(qū)揚(yáng)程裕量分別高達(dá)18.6%和4.7%，極大地滿足了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 

此外，哈電機(jī)還研發(fā)出降低水泵水輪機(jī)無葉區(qū)壓力脈動幅值技術(shù)、混流式水泵水輪機(jī)長短葉片轉(zhuǎn)輪等獨(dú)創(chuàng)成果，為水泵水輪機(jī)水力穩(wěn)定性和效率的雙向提高增加砝碼，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。 

針對抽水蓄能機(jī)組轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)，哈電機(jī)集中精力，各個(gè)突破，開發(fā)出了高轉(zhuǎn)速向心式磁極絕緣托板結(jié)構(gòu)，有效阻止了可能出現(xiàn)繞組接地情況的產(chǎn)生；提出了新的端點(diǎn)迭代法，有效解決了傳統(tǒng)端點(diǎn)迭代法在確定同步電機(jī)大功角穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況過程中收斂慢甚至不收斂的問題；采用“三斜結(jié)構(gòu)”的可逆式同步發(fā)電電動機(jī)，具有半傘式密閉、自循環(huán)、全空氣冷卻、三相凸極等特點(diǎn)。 

與此同時(shí)，哈電機(jī)還建立了功能強(qiáng)大的雙向推力軸承試驗(yàn)臺，實(shí)現(xiàn)了真機(jī)全模擬發(fā)電電動機(jī)工況的試驗(yàn)，開發(fā)出了適用于抽水蓄能機(jī)組的雙向彈性金屬塑料瓦推力軸承，進(jìn)一步拓寬了雙向推力軸承的可選技術(shù)范圍。先進(jìn)合理的結(jié)構(gòu)，完全保證了機(jī)組結(jié)構(gòu)性能的安全可靠。 

通過不懈努力，哈電機(jī)早已研制出了適用于大型抽水蓄能機(jī)組的智能數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速器，牢牢掌握了核心技術(shù)，處于國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先地位。 

從旁觀學(xué)習(xí)到親自實(shí)踐，哈電機(jī)逐步掌握了大型抽水蓄能機(jī)組現(xiàn)場整體調(diào)試技術(shù)，打破了以往國外公司主導(dǎo)該領(lǐng)域的壟斷格局。技術(shù)手段與試驗(yàn)?zāi)芰χ槁?lián)璧合，哈電機(jī)助推著我國抽水蓄能技術(shù)向著高尖端方向邁進(jìn)。 

填補(bǔ)空白完美對接 

“哈電機(jī)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)研究，是非常有意義的一項(xiàng)水電技術(shù)創(chuàng)新，填補(bǔ)了國內(nèi)該類技術(shù)的空白。”中國工程院院士張勇傳這樣評價(jià)。 

隨著抽水蓄能機(jī)組容量的不斷增加，常出現(xiàn)容量、電壓和轉(zhuǎn)速不匹配的問題。為了兼顧其匹配性，設(shè)計(jì)水泵水輪機(jī)時(shí)，不得不退而求其次，放棄水力性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)速。若要解決這一矛盾，就必須采用新的定子繞組連接方式。于是，分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 

采用集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的該項(xiàng)技術(shù)制造的機(jī)組，不僅占地面積小，而且電站系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高，除了能夠應(yīng)用在類似的抽水蓄能機(jī)組中以外，還可以推廣應(yīng)用至常規(guī)的水電、火電產(chǎn)品中。該項(xiàng)技術(shù)即將應(yīng)用于黑龍江省首座大型抽水蓄能電站——荒溝電站機(jī)組的設(shè)計(jì)制造。 

時(shí)間倒推到十年前，國內(nèi)對于分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)僅處于“聽聞”階段。為了掌握這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，哈電機(jī)科研人員在最初的兩年時(shí)間里，嘗試了上百種繞組連接方案，但遺憾的是，沒有一種方案能夠適用于實(shí)際的生產(chǎn)制造工藝。

漫漫征程，阻礙不了哈電機(jī)前進(jìn)的步伐。為了快速準(zhǔn)確地挑選出最佳方案，科研人員提出了評價(jià)指標(biāo)，繪制了上千種繞組接線圖。又是一個(gè)“兩年”過去了，終于選出了最佳的繞組排列方案，并開發(fā)出了相關(guān)的程序。

將理論付諸實(shí)踐，新問題再度橫亙。在試驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的磁極結(jié)構(gòu)根本無法滿足電機(jī)的性能指標(biāo)。問題如何破解？科研人員繼續(xù)研究、分析，再次提出了新的磁極結(jié)構(gòu)。

付出終有回報(bào)。試驗(yàn)樣機(jī)制造完成，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，最終可以投入應(yīng)用。

“研發(fā)要跟得上市場的腳步，市場需要什么，我們就開發(fā)什么。”哈電機(jī)董事長兼總經(jīng)理邱希亮這樣說道。

從2014年開始，哈電機(jī)便針對可變速抽水蓄能機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，在這項(xiàng)應(yīng)用前景十分廣闊的抽水蓄能新技術(shù)面前，哈電人不斷探索、鉆研、實(shí)踐，讓新技術(shù)落地生根。

回望歷史春發(fā)夏長

站在新的起點(diǎn)回望：一條引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的漂亮軌跡，形成一道起步、跨越、趕超、騰飛的上揚(yáng)曲線。 

看似水到渠成，實(shí)則來之不易。五十年前，成立未滿十年的哈電機(jī)，便開始了抽水蓄能模型研發(fā)的圓夢之旅。從低水頭起步，向高水頭發(fā)展。100米、200米、300米、500米，直至700米水頭段的水泵水輪機(jī)水力研究，一步一個(gè)腳印。 

自成立后的幾十年里，企業(yè)研發(fā)條件相當(dāng)艱苦，沒有相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備，沒有抽水蓄能項(xiàng)目研發(fā)制造的業(yè)績，有的卻是技術(shù)人員的一腔熱血、“不達(dá)目標(biāo)誓不罷休”的實(shí)干精神。也就是憑著這種實(shí)干精神，為哈電機(jī)向著更高、更遠(yuǎn)目標(biāo)的邁進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 

戰(zhàn)略對接，愿景對接。2001年，通過回龍、白山、青松等項(xiàng)目，哈電機(jī)與國際公司合作，引進(jìn)了中型抽水蓄能機(jī)組水力設(shè)計(jì)成果和關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)。從2003年開始，在國家發(fā)展改革委、能源局、科技部、國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司，以及業(yè)主等單位的大力支持下，哈電機(jī)開始了大型抽水蓄能機(jī)組的自主化研制之路，通過“技術(shù)引進(jìn)、自主創(chuàng)新”，依托寶泉、白蓮河、蒲石河、響水澗等抽水蓄能電站的建設(shè)，成功實(shí)現(xiàn)了大型抽水蓄能機(jī)組的自主研制并在核心技術(shù)上取得突破。 

2011年，由哈電機(jī)研制的我國首臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型抽水蓄能機(jī)組——響水澗抽水蓄能機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電。無論是效率、壓力脈動還是空化等綜合特性指標(biāo)均達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 

而早在響水澗轉(zhuǎn)輪模型同臺對比試驗(yàn)之后，哈電機(jī)便以優(yōu)異的機(jī)組綜合性能指標(biāo)，一舉奪得溧陽300米水頭段、仙居500米水頭段兩個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)制造權(quán)。 

“哈電機(jī)真正具備了自主完成大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能機(jī)組的研制能力，打破了國外壟斷。”國家科技支撐計(jì)劃負(fù)責(zé)人、哈電機(jī)大電機(jī)研究所副所長覃大清表示。 

求木之長，必固其根本。哈電機(jī)通過自主創(chuàng)新掌握核心技術(shù)，解決了國外企業(yè)沒有解決的難題。 

從抽水蓄能項(xiàng)目被納入國家科技支撐計(jì)劃，到依托項(xiàng)目開展研發(fā)制造，再到機(jī)組陸續(xù)投入商業(yè)運(yùn)行，歷時(shí)近五年。哈電機(jī)在水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動機(jī)、控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了重大創(chuàng)新成果，獲得國家發(fā)明專利6項(xiàng)，獲得省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)。 

而運(yùn)行性能始終穩(wěn)定如一的蒲石河、響水澗抽水蓄能機(jī)組，是對哈電機(jī)研發(fā)制造技術(shù)實(shí)力的最好肯定，標(biāo)志著我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了抽水蓄能機(jī)組研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試的全面自主化。