据中国经济网 面朝大海，人们经常能看到这么一幅美丽的画面：一座座擎天而立的风车迎来朝阳，送走晚霞，挽着海风，悠悠旋转。美的同时，创造着源源不断的绿色能源。
殊不知，为了傲立大海，这些大家伙在入海前却要经历“魔鬼般”的考验。近日，记者走进国家级海上风电研究与试验检测基地，探究海上风机是怎么“炼”成的。
海上风机的“体检中心”
福建省福清市东南角的陆海连接处，坐落着占地200亩的国家级海上风电研究与试验检测基地。走进基地，两栋建筑格外醒目，它们分别是基地的两大核心设备——传动链平台和叶片试验平台。
去年12月，传动链平台建成投运。如今，叶片试验平台已完成封顶，正在进行筏板基础和支墩浇筑工作。
为什么要建设海上风电试验基地？没有该基地，以往又是如何给海上风机“体检”？
基地建设方代表王瑞告诉记者，近年来我国海上风电产业快速发展，海上风电机组从最初的6兆瓦逐步发展到10兆瓦、18兆瓦，去年全球单机容量最大的26兆瓦海上风电机组也成功下线。大兆瓦机型因为发电效益高，受到风机厂家的青睐。我国海上风电产业将全面进入“20兆瓦+”时代。
然而，新的问题产生——大容量的海上风机缺乏“实战经验”。这就需要一个试验基地，验证它们的性能。
王瑞说，以前，海上风机是在陆上“体检”。这种方式无法模拟真实海上环境，也无法进行海上发电并网试验，各个“体检中心”不仅试验能力参差不齐，还存在检测周期长、成本高的弊端，已无法适应当前高速发展的产业需求。因此，建设海上风电试验基地迫在眉睫。
2023年12月，在国家电网有限公司和中国华电集团有限公司等单位共同投资下，我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地开工建设。
基地规划建设6个陆上试验机位和20至40个海上试验机位，可以提供包括海上风电并网检测、型式认证、整机和部件试验、电网友好型试验、基础试验、叶片试验在内6大类19项设备检测与认证服务。“原来检测1套海上风电机组大约需要一两年时间，我们的试验基地建成后，不再需要看天吃饭，每年能完成3—4套设备的检测。”王瑞说。
极端环境下的“抗压考试”
基地是如何给海上风机做“体检”的？为此，这里“精心准备”了多重关卡。
第一关是大风的考验。风机工作时，看似慢慢地匀速转动，其实不然。当大风袭来，叶片会受到一种力的作用，这个力就是叶片所承受的一种载荷。想象一下，风机就像一个长跑运动员，在跑步过程中承受了多重“负担”，除自身的重力外，还有风给身体带来的阻力，风机旋转产生的离心力等。海浪冲刷风机塔筒，也会给叶片带来力的作用，风机旋转还会产生离心力。
但大自然的风不会那么“听话”，时而暴躁、时而温柔，风向不定，复杂多样。
国网福建电科院海上风电科技攻关团队技术骨干曾志杰介绍，基地的传动链平台，可真实、可控、全面地构建海上风电场自然工况，同时还能模拟海上风电交流、直流不同送出方式下的复杂并网环境及各类故障扰动工况。
被试验的海上风机在该平台的六自由度载荷模拟装置里，会受到六个维度的力的肆意极限拉扯。按现场试验人员的话讲，要过关必须经受最“妖”的风、最“野”的浪、最“乱”的流。
第二关是经受复杂的并网环境考验。风机和电网之间能否“和睦相处”，还要看它是否可以通过电网适应性、故障穿越特性、电网支撑特性等几项测试。
怎么理解？可以把电网想象成一条巨大的“电力高速公路”，风电机组就是行驶在“电力高速公路”上的“车”，这台“车”上路之前需要检验其是否掌握“高速公路”的各种交通规则，能否安全应对各种路况，特别是遇到突发路况。
例如，拿电网适应性测试举例。电网的电压就像“车道宽度”，频率就像“车速”。在高速上，车道宽度和限速并非固定不变，电网适应性测试就是检验风电机组这台“车”在“不规整车道”上，也就是在电网电压幅值波动变化时，是否可以安全运行。或是在电网频率变化时，能否调整自己的频率“车速”，来应对“限速”。
还有一场极端的“抗压考试”。就像高速公路上的突发事故一样，电网也可能会因为某种原因出现短路、断路等故障，导致电网电压突然下降或者上升。故障电压穿越能力测试可以给风机提前组织一场突发状况下的“抗压考试”，可用于分析机组在遇到“意外状况”时，能否持续运行，以及“意外状况”消失后能否快速恢复正常工作状态。
真实的测试远不止这些。曾志杰说，电网适应性测试、故障电压穿越能力测试、宽频阻抗测试……这些都是为了验证并网风机足够“坚强”。
产业链的深度融合
海上风力发电产业链上游为海上风电装备制造，主要包括风电叶片、齿轮箱等零部件的设计制造和整机装配等；中游为海上风电装备试验、运输及施工建设；下游为海上风电运维、并网消纳以及风电应用。
《全球海上风电产业链发展报告》数据显示，我国风电机组产能占全球市场的60%，叶片产能占全球市场的64%，齿轮箱产能占全球市场的80%，发电机产能占全球市场的73%。
对于正处于蓬勃发展中的海上风电产业而言，海上风电试验基地的开工建设，不仅能为相关领域关键核心技术的科技攻关创造良好条件，更将为海上风电产业链创新链的深入融合提供宝贵机遇。
“基地可以为海上风电装备制造企业、科研机构、运营单位等产业链上下游提供科研攻关、试验验证、交流共享等全方位服务。这将推动形成完整的产业生态，加速产品研发升级，提升产业链供应链韧性和安全水平。”国网福建电力科技部主任方日升说。
当前，福建依托优越的海上风力资源，加快发展海上风电产业，三峡海上风电国际产业园引进金风科技、东方电气等多家知名海上风电装备产业链企业，形成风机以及主要零配件的全产业链生产格局，全省海上风电装备产业集群年产值100亿元。
“今后基地将依托强大的东南能源大数据中心，促使海上风电从规划、设计、制造到运行的每一个环节都紧密相连，编织成一条完整的海上风电产业链。”方日升说。
