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莞企志成冠军研制的特种电源装备获国家科技进步奖二等奖

发布日期:2021-11-22 21:37   来源:未知   阅读:

  近日,2020年度国家科学技术奖励大会在北京举办,广东省共36个通用项目获国家科学技术奖。其中,东莞企业——广东志成冠军集团有限公司(下称“志成冠军”)与湖南大学等单位完成的“海岛/岸基高过载大功率电源系统关键技术与装备及应用”项目获得国家科技进步奖二等奖。

  志成冠军集团总工程师李民英介绍,公司研制的海岛特种电源、岸电电源以及一体化储能电站系列化成套装备,成功应用于我国南海海岛、珠海港、以及油气输送等国家重要工程建设,实现了我国特种电源系统的跨越式发展。

  艰难困苦,玉汝于成。记者深入采访项目参与者,他们经历了重重困难,不仅要突破原始创新难题,更要在荒岛极端环境下调试设备,天天只吃萝卜、白菜和土豆,在台风期间坚守岗位。有感于东莞市科技局的服务,参与项目的3名高层次人才选择落户东莞。

  “能够获得国家科技奖我们非常激动,也来之不易,研发成果能够在国家重大项目里应用是对我们最高的肯定,但是因为疫情原因,没能到人民大会堂领奖,感到有些遗憾。”谈起公司项目获得国家科技进步奖二等奖时,志成冠军总工程师李民英感慨道。

  在塘厦志成冠军的园区里,3台长方体状、蓝白相间的“集装箱”并列摆放在厂房旁,一个20英尺,两个40英尺。这三个设备分别是海岛高可靠供电系统装备、一体化储能型大功率电源系统装备和岸电电源系统。其中,重达数吨的岸电电源系统会通过陆运运输,发往珠海、深圳、东莞等城市的港口,最远需要跨越大半个中国运输到青岛港口,为船舶卸货转货提供可靠电源。而一体化储能型大功率电源系统装备主要用于油气管网工程,为泵站供电。

  李民英介绍:“海岛/岸基高过载大功率电源系统关键技术与装备及应用是军民融合项目,它的成果其实是一系列成套装备,而这三种装备则是主要的成果产品。”

  其中,海岛高可靠供电系统装备是里面最突出的一个成果。大功率高可靠电源系统是岛礁国防设施等快速供电的关键装备,也是港口及码头开发的基石。海岛高可靠供电系统装备有别以往应用于城市的装备,在海岛上需要面临雷电多、盐雾高、温差大、潮湿、电源容易快速老化等恶劣环境,故障频发。

  通常情况下,柴油机能够满足海岛、岸基等日常的照明、生活用电需求,但当海岛有特殊负荷要求瞬时能量高、供能持续时间长时,便会遇上烦。志成冠军技术人员介绍,区别于普通的柴油机,该装备突破了高过载能量快速变换、系统稳定控制、恶劣环境不间断可靠供电的三大技术难题。

  项目组首创了高过载能量快速变换电源系统结构及其虚拟柴油机同步控制技术。通俗地解释,按照国际惯例,船舶使用柴油供电的电制是60Hz/分钟,岸电通常是50Hz/分钟,二者的电压等级也不同,通过该项技术可以将二者并网,实现无缝切换,减少柴油使用对环境的污染。

  “电源不工作,孤岛中的人便将承受身心的巨大考验。”李民英说,“我们将装置密封起来,任风吹雨打,再加上多重散热与防护技术,便解决了恶劣环境高可靠供电难题。”同时,项目组还发明了特种电源脉冲计数的掉电故障快速识别与切换方法,保证供电不会间断。

  历经十年的持续攻关,目前该项目已成功突破国外技术封锁,三个主要装备已实现产业化,系列产品实现销售额超过4.5亿元。同时,项目组主持制定了相关国家标准3项,获授权发明专利46项,自主研制出我国首套MW级海岛特种电源、国内外首台3MVA双向低压岸电电源,并形成了10kW-1MW等级、三大系列十余种海岛/岸基电源装备,解决了国家重大活动、油气管网等国家重大工程对特种电源装备的重大需求。

  高端海洋工程装备与平台是我国重点发展的战略性新兴产业,电能及其可靠变换是国家的重大需求。李民英表示,志成冠军一直致力于电源研发,且在相关技术方面有一定基础,2010年便决定响应国家政策,与湖南大学等科研院校一道共同研发海岛、岸基特种电源系统装备。

  “这个项目我们做的时候关键技术基本都是空缺的,重大技术都被西方国家封锁,国内迟迟没有明显突破。”李民英说,志成冠军立志要填补国内相关技术的空白,并达到国际领先水平。为此,2016年,志成冠军与湖南大学共建国家电能变换与控制工程技术研究中心志成冠军科研基地;2018年,在东莞市科技局的帮助下,志成冠军引进了以罗安院士为带头人的电能绿色变换与控制创新团队。

  项目实施过程中,电能绿色变化与控制创新团队在前期研发中起着至关重要的作用,负责调研、研究算法、确定技术路线等工作,保证项目研发少走弯路。但技术研发并非一帆风顺,最难啃的一个技术“硬骨头”是高过载能量快速变换技术,该技术在国内基本属于原始创新。同时,因为该技术并不是纯电学的研究,还包括材料、机械等不同学科,需要整合整个产业链上的技术,集合不同行业的专家才能攻克。最终历时两年,在多方专家的合力下,该技术得到突破。

  在创新团队研发的同时,志成冠军更多发挥的是自身产业化的优势。其中,让李民英印象最深刻的是海岛高可靠供电系统装备的测试。为了实地测试,装备往往需要经历河流、湖泊、海洋三个应用场景的检测。

  “因为我们的电源用在岛礁上,有的岛屿并不通航,我们技术人员只能坐渔船去现场测试。前期工程一住就是半年,天天就吃萝卜、白菜和土豆这三样菜,调试过程很辛苦。”李民英表示,早期岛上基础设施简陋,测试人员只能住在临时搭建的房子里,因为缺乏海水淡化装置,还需要带淡水上岛。为了测试极端天气,台风时测试人员也要坚守岗位。

  除了岛礁电源,志成冠军研发的部分特种电源产品还需要到海洋中进行测试。技术人员只能每天守在船上监测,因为风吹日晒,有的技术人员出现晕船反应上吐下泻,但技术人员还是克服了艰难的环境,完成了测试任务。

  志成冠军引进的创新团队核心成员、项目第一完成人戴瑜兴介绍,2015年产学研合作成果“海岸工程兆瓦级特种变流电源关键技术及应用”荣获教育部科技进步奖一等奖;2017年“海岛/岸基大功率特种电源系统关键技术与成套装备及应用”荣获中国机械工业科学技术奖特等奖;2021年“海岛/岸基高过载大功率电源系统关键技术与装备及应用”荣获国家科技进步奖二等奖,并在国家科学技术奖励大会受到表彰。

  目前,该装备顺利实现产业化,实现了我国海岛/岸基大功率特种电源系统的跨越式发展。

  谈及志成冠军今后的研发及产业化方向,李民英表示,创新团队将以项目关键技术为支撑,打造以电能绿色变换与控制为核心的高端制造产业,力争成为广东省新兴的支柱产业之一;推进海工装备领域的军民融合,提升我国海洋工程装备产业发展能级,带动上下游产业高质量发展。

  在该项目研发过程中,东莞市科技局做了大量服务和辅助工作,并通过优质服务,吸引了从事项目的3名高层次人才落户东莞。

  东莞市科技局引智科科长黄志钧介绍,2018年,在东莞市科技局的帮助下,志成冠军引进了以罗安院士为带头人的电能绿色变换与控制创新团队,该团队获广东省创新创业团队立项,立项金额高达8000万元,东莞市配套4000万元。在项目推进过程中,市科技局全程落实专人服务,帮助项目协调解决了诸多难题。

  早在创新团队引入前,戴瑜兴就已经和志成冠军有过技术合作。目前,创新团队中包括戴瑜兴在内,已有3名高层次人才选择落户东莞。谈及选择落户东莞的原因,戴瑜兴说:“广东省及东莞市各级政府对人才和对企业的服务意识非常强烈,是我们团队将科研成果快速转化的重要基础和保障。”

  “有一次我们这里的项目需要重新验收,我打电话给科技局的工作人员,当时那名工作人员已经换了工作岗位,但她还是把我的事情清清楚楚地告诉了相关负责人,找人帮我解决。”这次很小的经历打动了戴瑜兴,正是这样细致的人才服务让他选择留在东莞。