四月的福建福清興化灣，陣陣海風勁掠而過。一排排風機立于海天之間，徐徐轉動的風葉成為一道亮麗的風景線。

岸上的福建三峽海上風電產業園內，16兆瓦海上風電機組正在靜待指令，準備奔赴海域，展翼“捕風”。

全球單機容量最大、葉輪直徑最大、單位兆瓦重量最輕……這個“海上巨人”，是中國長江三峽集團有限公司與新疆金風科技股份有限公司(以下簡稱金風科技)聯合打造的超級大風機。它的葉輪直徑為252米，相當于4架波音747的翼展長度，環繞一周的掃風面積相當于7個標準化足球場的面積總和，機組滿發1天即可滿足3.6萬個家庭一天的用電量。

惟海上之清風，取之無禁。依靠強大的自主創新能力，中國“捕風人”勇闖研發、制造、安全三關，將海上風機不斷推向“大”時代。

研發關：精準把住風機“脈門”

要把動輒百米高的風機造出來，第一步就是模擬、仿真。

通過仿真，科研人員能夠直觀地看到風機大概的模樣，并逐步找到可能存在的設計缺陷。尤其是3D立體模型，既能未建先知，又可一目了然，成為風機設計研發的關鍵一環。

不過，鮮為人知的是，能讓風機精準預演的工程軟件，并不是國內風電廠商所擁有的“利器”。時至今日，風機的大型通用商業軟件仍被國外壟斷。

說是通用，卻并非傳統意義上的開源。“它就像一個黑匣子，只告知計算結果，不提供分析過程。”金風科技研發代表高亞州告訴科技日報記者，基于安全、權威的考量，第三方認證機構只認可為數不多的幾個“知名”軟件的計算結果。

沒有強大的仿真能力就沒有穩定可靠的機組可言。面對并不友好的行業發展環境，金風科技下決心、開先河，研發具有自主知識產權的風電整機仿真軟件。

從底層設計軟件開始，金風科技投入大型實驗平臺，做相互之間的校驗，讓數學模型的準確性更高，仿真能力更強。

2022年1月，16兆瓦海上風機正式開始研發，自主仿真軟件也已迭代成熟。長達123米的葉片在自主研發軟件和國外通用軟件上同時校核，仿真結果讓科研團隊倍感振奮——“總體指標一致，部分指標更優”。

“這一步至關重要!”高亞州說，要知道，中國海域的風速、浪流、地基與風電發達的北歐差異巨大，國際通用軟件只能給出寬泛合理的范圍，而要精準把住中國風機的“脈門”，還得靠國產仿真軟件的突破。

制造關：涉入葉片“無人區”

120米級葉片，有40余層樓的高度，也是單支16兆瓦海上風機葉片的長度。它的誕生，一舉刷新了全球風機葉片的紀錄，預示著中國風機葉片的制造真正進入“無人區”。

葉片看起來簡單，實際上設計和制造非常復雜。從外形上看，葉片就像一個懸臂梁，一端固定、一端自由，貌似剛性十足，但風吹來以后，會向背面彎曲，而且葉片越長彎曲越大。

打造一款能抗彎的海上風機葉片，在大型化的同時，還要足夠輕質、高強度、可靠性好，這對葉片的材料、設計和加工工藝等提出了更高的要求，也注定不是一片坦途。

葉片攻堅恰是新冠疫情形勢嚴峻之時。時間緊、任務重，為了改進葉片工藝，封閉起來搞研發的成員之間恨不得見面就要“打架”，因為每個環節都想實現最優化，有爭論、有分歧。

歷經3個月攻關，首支16兆瓦海上風機葉片終于成形。當葉片被架上檢測平臺時，所有研發人員精神緊繃，期待著它的表現——

只見固定在葉片上的鋼絲繩持續下拉，葉片開始彎曲變形，10萬牛的力落在葉片上，變形幅度最大達到30米。在現場，研發人員都能聽到葉片加載時鋼絲繩卷曲發出的“吱吱”聲音。

一個小時的加載和卸載，葉片檢測一次過關。但追求極致的研發人員仍不滿意，他們想讓葉片更加完美。

不斷迭代，反復修正，又是一個月的艱苦磨煉，16兆瓦海上風機葉片順利通過極限測試。至此，我國自主研發和制造的全球最長的風機葉片經受住了極端工況的考驗，開啟了挑戰更長紀錄的新征程。

安全關：自主控制風機“大腦”

隨著海上風電逐漸向深遠海域進軍，智能化超大容量機組的發電優勢和經濟優勢越發明顯，但安全風險也進一步突出。

看著辦公桌上的風機模型，金風科技控制軟件研發代表丁國棟用力一撥，葉片飛速轉動起來，忽然“撲通”一聲，機頭帶著葉片掉到了桌面上。

“如果這是在風電場，就是一次嚴重的‘飛車’事故。”丁國棟對記者說，“我們努力實現自主研發國產PLC(可編程控制系統)，就是要讓這樣的‘撥動’不會在大型海上風機上發生。”

為了實現這個目標，2016年起，金風科技即向國產化PLC發起科研攻關，一方面在軟件上自主研發工業級遠程采集與控制模塊，另一方面著手硬件設備的替代性研究。

短短3年時光，金風科技的部分軟件模塊開始試水國產化應用。此后，國產風電PLC產品成功在新疆達坂城風電場樣機上掛機運行，國產自主可控風電PLC產品在關鍵軟硬件上均實現突破，進一步夯實了安全屏障。

黨的二十大報告明確指出，“我們要推進美麗中國建設”“協同推進降碳、減污、擴綠、增長，推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展”。

如今，16兆瓦海上風機正在測試配置國產PLC。遍布在風機上的數百個傳感器、激光雷達如同“神經末梢”，將與國產“智慧大腦”協力配合，共同驅動著“海上巨人”，和風而立，化風為寶!