我國(guó)高端船舶核心裝備有了“中國(guó)心”

　　日前，記者從中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中車株洲所”）獲悉，國(guó)產(chǎn)首臺(tái)兆瓦級(jí)船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)裝置成功研制下線，這意味著我國(guó)高端船舶核心裝備有了“中國(guó)心”。

　　船舶電推系統(tǒng)有船舶的“心臟”之稱，被廣泛應(yīng)用于海洋工程船、風(fēng)電安裝船、公務(wù)船，豪華郵輪等高端船舶上。根據(jù)組網(wǎng)方式的不同，船舶電推系統(tǒng)可分為交流組網(wǎng)電力推進(jìn)和直流組網(wǎng)電力推進(jìn)兩種方式。作為新一代船舶電驅(qū)動(dòng)力方式，直流并網(wǎng)技術(shù)避免了交流并網(wǎng)頻率要求，使得發(fā)電機(jī)組可以變速發(fā)電，從而具備高效、節(jié)能、減振、節(jié)約空間、多能源并網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前船舶電力推進(jìn)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

　　然而，這項(xiàng)在國(guó)外已被批量裝船應(yīng)用的技術(shù)，在我國(guó)尚處于研發(fā)探索階段，變流器模塊、控制模塊等推進(jìn)系統(tǒng)的核心部件仍未實(shí)現(xiàn)真正自主化，這也成為制約船舶推進(jìn)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化的核心問題。

　　為突破國(guó)產(chǎn)化瓶頸，打通高端船舶“中國(guó)心”的最后一公里，2018年12月，中車株洲所與招商局工業(yè)集團(tuán)合作，創(chuàng)新“產(chǎn)-研-檢-用”協(xié)同開發(fā)模式，由中車株洲所、招商局郵輪公司、中國(guó)船級(jí)社等多家單位的專家學(xué)者牽頭，形成了一支涵蓋船舶行業(yè)、電傳動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)仿真、電氣設(shè)計(jì)與研究、工業(yè)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施等領(lǐng)域的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，全力推進(jìn)我國(guó)高端船舶核心技術(shù)平臺(tái)建造。

　　移植高鐵技術(shù)終造“中國(guó)心”

　　然而，這“一公里”走得格外艱難。

　　“由于當(dāng)前通用的發(fā)電機(jī)無法滿足可控器件直接整流的要求，必須增加LCL濾波，這意味著需要占用更大的柜體空間，而這就與船舶配電艙室的空間要求完全沖突了?！表?xiàng)目組負(fù)責(zé)人鄧建華介紹道。既要實(shí)現(xiàn)直接整流，又要保證空間緊湊，為此，專家團(tuán)隊(duì)先后4次往返于南通、株洲、上海等地，經(jīng)過研究，最終形成了采用直接整流的永磁發(fā)電機(jī)方案。

　　然而，該方案一提出便引來無數(shù)爭(zhēng)議。由于將永磁發(fā)電機(jī)用于船舶的做法無先例可循，更無船級(jí)社檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，該如何保證永磁體不失磁？緊急情況下如何實(shí)現(xiàn)停止發(fā)電以保障安全？電壓如何調(diào)整？如何取得船級(jí)社認(rèn)證？專家組從永磁基礎(chǔ)技術(shù)、軌道交通和風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用技術(shù)等方面分析研討，逐個(gè)擊破技術(shù)難點(diǎn)。

　　該船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)創(chuàng)造性地將高鐵新技術(shù)向船舶領(lǐng)域移植，采用了固態(tài)斷路器、永磁發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池、永磁電動(dòng)機(jī)等一系列新技術(shù)。

　　“這既是亮點(diǎn)，也可能稍不留神成為卡點(diǎn)?！编嚱ㄈA指出，如何證實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性？整個(gè)系統(tǒng)如果在運(yùn)行過程中發(fā)生短路會(huì)出現(xiàn)什么情況？對(duì)于沒有經(jīng)過驗(yàn)證的直流電網(wǎng)系統(tǒng)瞬態(tài)過程仿真，結(jié)果是否可靠？一連串的問題撲面而來。針對(duì)此，項(xiàng)目組最終研制出0號(hào)機(jī)，并開展了系統(tǒng)短路試驗(yàn)，有力回?fù)袅酥暗母鞣N質(zhì)疑。

　　推動(dòng)高端船舶技術(shù)國(guó)產(chǎn)化

　　一個(gè)個(gè)方案，一筆筆勾畫，凝結(jié)成一顆顆亮眼的星星，閃耀在我國(guó)船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)裝置研發(fā)的空白幕布上。

　　4月2日，這臺(tái)國(guó)產(chǎn)兆瓦級(jí)船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)裝置成功研制下線?！捌渥灾骺煽芈蔬_(dá)100%，空間布局優(yōu)化提升了40%以上，相較于交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，其節(jié)能效果提升了20%以上，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平?！闭劶斑@些，中車株洲所副總經(jīng)理陳劍表示，“該項(xiàng)目的成功研制，將推動(dòng)船舶與海洋工程新一代電氣與動(dòng)力系統(tǒng)的綜合能效提升與國(guó)產(chǎn)化革命?！?/p>

　　“作為一個(gè)在船舶行業(yè)從業(yè)30多年的工作者，我終于看到船舶核心裝備丟掉‘洋拐棍’這一天的到來！中國(guó)中車、招商局集團(tuán)與中國(guó)船級(jí)社踐行央企合作戰(zhàn)略，為船舶行業(yè)發(fā)展提供了榜樣?！敝袊?guó)船級(jí)社長(zhǎng)沙檢驗(yàn)處處長(zhǎng)張?jiān)票笳f。

　　據(jù)悉，該裝置將首次應(yīng)用于“海上看深圳”觀光雙體船。下一步，中車株洲所將推出中小功率純電動(dòng)直流系統(tǒng)，并依托高鐵生命周期預(yù)測(cè)技術(shù)，開展船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)智能化和遠(yuǎn)程在線診斷等技術(shù)研發(fā)和推廣，進(jìn)一步推進(jìn)高端船舶技術(shù)國(guó)產(chǎn)化。（記者  陳佳邑）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)自然資源報(bào)

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