日前，记者从中车株洲电力机车研究所有限公司（以下简称“中车株洲所”）获悉，国产首台兆瓦级船舶直流组网电力推进系统装置成功研制下线，这意味着我国高端船舶核心装备有了“中国心”。
船舶电推系统有船舶的“心脏”之称，被广泛应用于海洋工程船、
风电安装船、公务船，豪华邮轮等高端船舶上。根据组网方式的不同，船舶电推系统可分为交流组网电力推进和直流组网电力推进两种方式。作为新一代船舶电驱动力方式，直流并网技术避免了交流并网频率要求，使得发电机组可以变速发电，从而具备高效、节能、减振、节约空间、多能源并网的优点，成为当前船舶电力推进发展的主流趋势。
然而，这项在国外已被批量装船应用的技术，在我国尚处于研发探索阶段，变流器模块、控制模块等推进系统的核心部件仍未实现真正自主化，这也成为制约船舶推进系统国产化的核心问题。
为突破国产化瓶颈，打通高端船舶“中国心”的最后一公里，2018年12月，中车株洲所与招商局工业集团合作，创新“产-研-检-用”协同开发模式，由中车株洲所、招商局邮轮公司、中国船级社等多家单位的专家学者牵头，形成了一支涵盖船舶行业、电传动技术、系统仿真、电气设计与研究、工业设计、试验设计与实施等领域的技术团队，全力推进我国高端船舶核心技术平台建造。
移植高铁技术终造“中国心”
然而，这“一公里”走得格外艰难。
“由于当前通用的发电机无法满足可控器件直接整流的要求，必须增加LCL滤波，这意味着需要占用更大的柜体空间，而这就与船舶配电舱室的空间要求完全冲突了。”项目组负责人邓建华介绍道。既要实现直接整流，又要保证空间紧凑，为此，专家团队先后4次往返于南通、株洲、上海等地，经过研究，最终形成了采用直接整流的永磁发电机方案。
然而，该方案一提出便引来无数争议。由于将永磁发电机用于船舶的做法无先例可循，更无船级社检验标准，该如何保证永磁体不失磁？紧急情况下如何实现停止发电以保障安全？电压如何调整？如何取得船级社认证？专家组从永磁基础技术、轨道交通和风力发电应用技术等方面分析研讨，逐个击破技术难点。
该船舶直流组网电力推进系统创造性地将高铁新技术向船舶领域移植，采用了固态断路器、永磁发电机、动力电池、永磁电动机等一系列新技术。
“这既是亮点，也可能稍不留神成为卡点。”邓建华指出，如何证实系统运行的可靠性？整个系统如果在运行过程中发生短路会出现什么情况？对于没有经过验证的直流电网系统瞬态过程仿真，结果是否可靠？一连串的问题扑面而来。针对此，项目组最终研制出0号机，并开展了系统短路试验，有力回击了之前的各种质疑。
推动高端船舶技术国产化
一个个方案，一笔笔勾画，凝结成一颗颗亮眼的星星，闪耀在我国船舶直流组网电力推进系统装置研发的空白幕布上。
4月2日，这台国产兆瓦级船舶直流组网电力推进系统装置成功研制下线。“其自主可控率达100%，空间布局优化提升了40%以上，相较于交流电力推进系统，其节能效果提升了20%以上，整体技术达到国际领先水平。”谈及这些，中车株洲所副总经理陈剑表示，“该项目的成功研制，将推动船舶与海洋工程新一代电气与动力系统的综合能效提升与国产化革命。”
“作为一个在船舶行业从业30多年的工作者，我终于看到船舶核心装备丢掉‘洋拐棍’这一天的到来！中国中车、招商局集团与中国船级社践行央企合作战略，为船舶行业发展提供了榜样。”中国船级社长沙检验处处长张云斌说。
据悉，该装置将首次应用于“海上看深圳”观光双体船。下一步，中车株洲所将推出中小功率纯电动直流系统，并依托高铁生命周期预测技术，开展船舶电力推进系统智能化和远程在线诊断等技术研发和推广，进一步推进高端船舶技术国产化。（记者 陈佳邑）
来源：中国自然资源报
