近年来，我国风电事业取得举世瞩目的成绩，累计装机量已连续13年稳居世界第一;风电整机装备产量占全球一半以上，在机组大型化、低风速风机技术等方面全球领先。但鲜为人知的是，我国风电机组大型化发展过程中，特别是系列兆瓦级、10兆瓦级永磁风力发电机诞生背后，都有湖南大学风力发电系统研究团队的重要贡献。
抢抓机遇
奋力攻关实现“弯道超车”
发电机是风能转化和利用的核心装备。20世纪末至21世纪初，我国只能生产750千瓦以下风力发电机，所需大型风电机组95%以上需从国外进口。1998年，湖南大学电气与信息工程学院教授黄守道和同事决定向大型风力发电机技术发起攻关，湖南大学风力发电系统研究团队由此成立。
2003年，黄守道敏锐意识到直驱永磁风力发电这一新技术是我国追随甚至赶超国外的难得机遇。通过积极努力争取，2006年，该团队与湘电股份、株洲南车电机等企业共同获批国家“十一五”科技支撑计划重大项目“1.5MW以上直驱式风电机组永磁发电机的研制与产业”和湖南省科技重大专项“2兆瓦级以上风力发电机组和关键部件的研制及产业”。
获得国家重大科技任务的支持，让团队既兴奋又深感压力巨大。黄守道等人开始了紧张的研究工作，经常熬夜通宵连轴转，设计方案历经多次推倒、重新再来。经过数百个昼夜的奋力攻关，团队和7家企业、3所高校组成的创新联盟终于在2007年10月研制成功我国首台具有完全自主知识产权的2兆瓦直驱式风电机组，到2009年，2兆瓦直驱永磁同步风力发电机在我国实现产业化，当年完成近300台发电机的生产。
不过，最初研制的2兆瓦等发电机只能广泛安装在我国一、二类风区，而我国平均风速6米/秒以下的三、四类低风速区占比超过60%，需要发电机具备在很低风速的情况下也可以启动并运行的能力。通过无数次推导分析，团队提出的分单元偏移的齿槽转矩削弱方法可降低发电机齿槽阻转矩65%。该技术不仅被应用于5兆瓦等更大容量机组的研发，也被广泛应用于原有2兆瓦等机型，实现了2.4米/秒的低风速启动，技术水平国际领先。
2019年，由该团队联合湘电风能、金风科技、中车株洲电机等企业共同完成的“大型低速高效直驱永磁风力发电机关键技术及应用”项目获国家技术发明奖二等奖，1.5兆瓦~6.7兆瓦系列化直驱永磁风力发电机产品出口美国、德国等20多个发达国家，在国内外400多个风电场总装机达2.7万台(套)，直驱型风力发电机组累积装机份额全球第一。
接续创新
让机组从“能用”到“好用”
1998年至2022年，我国风电装机从22.36万千瓦增长至3.65亿千瓦。与此同时，湖南大学风力发电系统研究团队从最初4名教师、两三名研究生发展到如今师生总人数接近250人，并成为全国重点实验室。
罗德荣是团队最初4名教师之一，他经常用他们那一代的故事勉励其他年轻人保持艰苦奋斗的精神。“有一次，黄守道老师带我们到企业调试电机，由于项目要求的交付时间提前了，我们要赶紧调出才行。”罗德荣回忆，当时是夏天，车间没有空调，温度超过40摄氏度，大家吃住都在车间，历时7个昼夜终于将设备性能和指标调试到理想状态。
科研成果的取得除了要有不怕吃苦的精神、持续专注地投入工作，更离不开团队合作。目前，团队内部分研究方向，按项目组管理，每2周开一次研讨会，努力营造有利于合作创新的氛围。大家一起齐心协力申报、完成科研项目，互帮互助、攻坚克难。在艰苦奋斗精神和合作创新氛围的带动下，团队有2人入选国家高层次青年人才计划，入选省级高层次人才计划的成员则更多。
除了内部合作创新，团队还尤其注重与合作单位共同开展产学研协同创新。过去20多年里，团队与众多企事业单位合作承担30余项国家级、省部级重大重点项目，特别是“十三五”以来，主持承担国家重点研发计划项目5项、课题3项，国家自然科学基金重点项目2项，获得国家级、省部级科技奖励18项。
科研创新永无止境。在风电向深远海发展的大背景下，团队又将目标瞄向20兆瓦级深远海漂浮式风力发电机组。自2021年开始，团队牵头组建由湖南大学、武汉科技大学、哈电风能、山东中能等单位构成的产学研攻关团队，设计了VX型双叶轮结构，提出了具有风能利用系数高、重心可调、轻量化与低成本等特点的20兆瓦级深远海漂浮式新型风电机组技术方案。2022年，团队所提出的技术方案获国家重点研发计划项目“20兆瓦级海上新型风力发电实现机理及关键技术”立项支持。
如今，团队正围绕国家“双碳”战略需求，在风力发电技术与装备研发上继续深入，努力建设好“海上风力发电装备与风能高效利用”全国重点实验室，致力在风力发电领域打造一支国际一流的科技力量。
余蓉
