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从“追风”到“驭风”

2021-11-26
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近年来,我国企业积极布局风电专利,加速能源转型——

  近日,在安徽阜阳颍河之畔的阜合现代产业园内,金风科技股份有限公司(下称金风科技)风电装备智能制造创新示范项目正式开工建设。该项目总投资10亿元,将建设区域生产制造、区域研发和区域运营三大中心,打造大型风力发电机组等风电装备研发与生产制造基地。

  “追风逐日”布局新能源,助力绿色高质量发展。近年来,我国不断加强风电等清洁能源的顶层设计,切实推动“双碳”目标任务落实。前不久,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》指出,坚持陆海并重,推动风电协调快速发展,完善海上风电产业链,鼓励建设海上风电基地。

  金风科技:

  专利为基规划路线

  “《2030年前碳达峰行动方案》为风电发展指明方向,我们已经就‘双碳’目标制定了企业长期战略规划和实施路线图。”金风科技总裁曹志刚对中国知识产权报记者表示,目前,公司实施“两海”战略,将采取多种降碳措施,以实际行动赋能零碳未来,包括打造绿色供应链,倡导供应商建立自身的碳排放管控目标,持续开展绿色前沿创新技术研究与投资等。

  2007年,金风科技凭借自主研发的直驱永磁技术,在渤海湾成功矗立了我国第一台海上风电试验样机。在随后的十余年,金风科技持续深耕和突破,通过数字化创新和全链条实验体系,研发了更高质量的海上智能风机。

  随着“双碳”目标的提出,金风科技在建立碳排放清单和评估体系的基础上,模拟“基准情形(BAU)”“预测情形”下的碳排放演化路线,设计通向碳中和的路线图,建立碳排放与生产的关系识别和脱钩的可行性。“同时,我们将与产业链上下游伙伴共同努力,到2025年,主要供应商生产金风产品绿电使用比例为100%,到2040年,金风产品回收利用比例达到100%。”曹志刚表示。

  截至2021年上半年,金风科技全球运行风电机组已超4.2万台,总装机容量超77吉瓦,横跨全球6大洲32个国家,全球运维服务量超48吉瓦;每年减少超过1.55亿吨二氧化碳排放,相当于再造森林超过8600万立方米,助力实现全球经济、社会、环境的可持续发展。

  “双碳”目标的实现离不开技术创新和知识产权。“风电是一个技术密集型产业,鼓励研发创新,加强知识产权保护,重视专利布局是驱动行业健康发展的基本条件。”曹志刚表示,金风科技在以创新带动公司发展的过程中,积累了大量的技术创新成果,风电专利等知识产权已成为金风科技参与全球竞争的有力武器。目前,金风科技在风力发电机组的气动转换、电力转换、系统控制、支撑结构、环境友好型技术,以及风电场、风能气象、海上风电和能源互联网等方面均进行了专利布局,且以核心专利布局为主、以外围专利布局为辅。

  由于风力发电技术融合了空气动力学、机械、控制、电力和气象等多种学科,金风科技采取多种措施严把专利质量关。专利管理团队按照技术领域总结经验,形成专利交底书立案标准和专利申请文件质量控制标准。基于专利交底书立案标准,专利工程师通过理解研发项目和专利查新检索,辅导研发工程师修改、补充专利交底书内容,保证专利申请匹配研发方向,并且满足专利新创性要求。基于专利申请文件质量控制标准,专利工程师与专利代理师密切配合完成文本审核,保证专利申请文件的质量。

  “近几年,金风科技的国内外专利申请数量逐步增长,专利申请结构不断优化,在国内同行间,专利申请总数和专利授权占比均处于领先地位。”曹志刚表示,截至2021年第三季度末,金风科技共提交国内外专利申请逾5300件,包括国内专利申请逾4600件,海外专利申请近700件。

  中车株洲所:

  “一机一储”融合创新

  今年6月底,在河北省张北县试验风场,中车株洲电力机车研究所有限公司(下称中车株洲所)全新推出的陆上第六代风电整机旗舰产品5.xMWD175风电机组吊装成功。近年来,中车株洲所深耕风电市场,相继完成3.xMWD160、5.xMWD175等产品研发,通过科技创新加速绿色低碳发展。

  “‘双碳’目标将带来能源生产和能源消费的革命, ‘一机一储’创新储能模式,是中车株洲所在‘双碳’时代零碳建设的积极探索。”前不久,在2021北京国际风能大会暨展览会上,中车株洲所发布了“一机一储”创新概念与关键技术。

  中车株洲所风电事业部能源系统部部长臧晓笛介绍,该项技术由中车株洲所联合中国电科院、阳光电源、中车国家变流中心协同开发,以现有的风电机组为基础,按照机组额定功率10%至20%,配置可持续10分钟的磷酸铁锂、钛酸锂、锂离子电容等不同类型储能装置,针对电网故障穿越、电网三相不平衡等一系列工况,开展电网友好型技术研究,以实现风电机组的源网协调运行。

  中车株洲所“一机一储”的关键技术已在张北某风场树立储能样机进行研究测试。测试结果表明:该款储能型风机通过风储协同运行,能够实现毫秒级快频响应、分钟级一次调频稳定支撑,可以显著提升风电机组的一次调频能力。臧晓笛介绍,“一机一储”技术是为将来以新能源为主体的新型电力系统量身打造,改善了风电等新能源的涉网特性,通过风储协同控制技术、风储一体化变流技术、风储集成布局技术等多项科技成果的有机融合,实现“一机一储”的风储融合创新模式。不仅如此,前不久,中车株洲所在越南双安项目的14台风电整机到达目的地,其风电设备实现成功“出海”。

  中车株洲所具备强大的自主研发与创新能力,拥有成熟先进的电气系统集成、列车运行控制、风力发电装备集成及关键部件等核心技术。截至目前,中车株洲所在风电领域提交专利申请350件,涉及风电联轴器优化设计方法、风电机组叶片净空动态控制、风电机组通风冷却塔筒结构、用于分散式风力发电机组的全集成式风电机组机舱等技术领域。

  能源结构转型事关我国经济社会的可持续发展。我国能源相关企业及科研院所还需充分发挥各自优势协同创新,持续开展兼顾经济型和电网友好型风电技术的研究,为碳达峰、碳中和目标的如期实现贡献力量。