本報(bào)記者 符曉波

　　經(jīng)過持續(xù)10余年的基礎(chǔ)研究，由中國企業(yè)自主研發(fā)的世界風(fēng)電領(lǐng)域第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)字孿生技術(shù)誕生了。日前，研發(fā)這套數(shù)字孿生技術(shù)的新疆金風(fēng)科技股份有限公司（以下簡稱金風(fēng)科技）首席科學(xué)家霍江明接受了科技日?qǐng)?bào)記者的采訪。他表示，這項(xiàng)重大突破實(shí)現(xiàn)了快速驗(yàn)證任何新型理論技術(shù)算法是否靠譜的創(chuàng)新路徑，將風(fēng)電設(shè)備研發(fā)完全建立在中國自己的理論基礎(chǔ)上，為世界清潔能源利用貢獻(xiàn)出中國智慧。

　　從“交學(xué)費(fèi)”到做大做強(qiáng)

　　通俗地說，利用霍江明團(tuán)隊(duì)開發(fā)的數(shù)字孿生風(fēng)機(jī)模型和控制器及軟件，在一臺(tái)普通電腦就能同步仿真1000臺(tái)以上風(fēng)機(jī)，可為風(fēng)電并網(wǎng)提供智能調(diào)度、調(diào)頻調(diào)峰服務(wù)。這一理論投入應(yīng)用后，可為整個(gè)風(fēng)電制造實(shí)現(xiàn)數(shù)字化升級(jí)提供優(yōu)解，是推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的首要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)之一。

　　從提出理論設(shè)想到驗(yàn)證成果誕生歷時(shí)15年。力挺這一項(xiàng)目的金風(fēng)科技董事長武鋼認(rèn)為：“如果我們不注重基礎(chǔ)理論的自主研究，就扭轉(zhuǎn)不了照搬照抄的老路，缺乏理論支持的中國創(chuàng)新之路是走不遠(yuǎn)做不大的。”

　　作為中國風(fēng)電行業(yè)最早的制造企業(yè)，金風(fēng)科技此前的研發(fā)團(tuán)隊(duì)都是從國外引進(jìn)先進(jìn)風(fēng)機(jī)，效仿西方技術(shù)，再進(jìn)行量產(chǎn)。“金風(fēng)定期都會(huì)收到一份來自國外公司的賬單?！被艚髡f，無論是風(fēng)機(jī)硬件還是控制軟件，核心專利都掌握在德國、丹麥、荷蘭的大牌公司手中，企業(yè)每使用一項(xiàng)技術(shù)，都需要支付費(fèi)用。

　　為從根本上扭轉(zhuǎn)這種局面，企業(yè)長期持續(xù)投入基礎(chǔ)研究。一開始霍江明計(jì)劃用3年時(shí)間，從自己熟悉的傳動(dòng)理論入手，為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)出維護(hù)成本低、性能更好的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)?？烧嬲善饋聿虐l(fā)現(xiàn)，這和空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、電磁場(chǎng)學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制等都有關(guān)聯(lián)，而將數(shù)字化科技應(yīng)用于風(fēng)機(jī)，在國內(nèi)更是一片空白，沒有任何可參考借鑒的資料。

　　這對(duì)于理論成果曾在國際學(xué)術(shù)界都獲得認(rèn)可的霍江明來說是個(gè)不小的打擊，也是這時(shí)候他開始認(rèn)識(shí)到，“中國要想在世界風(fēng)電領(lǐng)域有所貢獻(xiàn)，沒有捷徑可走”。

　　自立自強(qiáng)沒有捷徑，基礎(chǔ)研究是必經(jīng)之路

　　“我們只有在前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果上掌握主動(dòng)權(quán)、話語權(quán)，才能從根本上扭轉(zhuǎn)處處跟跑的局面?！被艚鳑Q定從零開始，從基礎(chǔ)研究著手，把風(fēng)電設(shè)備的研發(fā)建立在自己創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)上。

　　2008年，他選擇將風(fēng)機(jī)控制策略作為突破口。風(fēng)機(jī)精準(zhǔn)控制一直是我國風(fēng)電設(shè)備發(fā)展的瓶頸，由于這個(gè)短板，同樣功率的國產(chǎn)設(shè)備要比國外設(shè)備笨重、易損、效率低。作用在風(fēng)機(jī)上的風(fēng)時(shí)刻在變，是否有一種理論能精準(zhǔn)描述這些變化，從而提高風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和控制的精確度？

　　帶著這樣的理論設(shè)想，霍江明學(xué)習(xí)了西方經(jīng)典大型風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)以及各種流派的核心控制技術(shù)和理論，“要想有所創(chuàng)新突破，先要把工業(yè)發(fā)達(dá)國家用將近100年才建立起來的理論掌握了才行”。

　　受錢學(xué)森、郭永懷等科學(xué)家在航空航天領(lǐng)域空氣動(dòng)力學(xué)理論啟發(fā)，霍江明列舉了一系列創(chuàng)新指標(biāo)，創(chuàng)造性提出“僅用幾個(gè)參數(shù)就能精確描述風(fēng)機(jī)特性的控制策略”。這與由國外大企業(yè)壟斷的風(fēng)機(jī)控制策略在理論和技術(shù)上都大相徑庭，許多身邊人都認(rèn)為是“天方夜譚”。

　　在一片質(zhì)疑聲中，金風(fēng)科技高層決策堅(jiān)持了自主創(chuàng)新的戰(zhàn)略方向，保證了霍江明科研團(tuán)隊(duì)能專心做正確有價(jià)值的事情。理論創(chuàng)新“欲速則不達(dá)”，有了集團(tuán)的鼎力支持，這次他暗下決心絕不妥協(xié)和放棄。

　　十年磨一劍，風(fēng)電領(lǐng)域終于有了中國自主創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)

　　從著手基礎(chǔ)研究開始，團(tuán)隊(duì)加班到凌晨成為常態(tài)，研究復(fù)雜程度、艱巨程度遠(yuǎn)超預(yù)期。

　　霍江明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)埋頭鉆研，一干就是十幾年，可創(chuàng)新理論和技術(shù)產(chǎn)品遲遲沒能上市，“算法抽象，驗(yàn)證過程非常復(fù)雜，團(tuán)隊(duì)長期不出成果，外人很難體會(huì)，企業(yè)越是無條件支持，我的內(nèi)心壓力就越大”。

　　可喜的是，在霍江明想要放棄的前夕，團(tuán)隊(duì)終于迎來令人振奮的革命性的突破。

　　2015年，霍江明團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了國內(nèi)第一臺(tái)完全自主的風(fēng)機(jī)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)；2019年，團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大規(guī)模升級(jí)，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型；2021年，全球風(fēng)電行業(yè)第一個(gè)數(shù)字孿生風(fēng)機(jī)誕生……

　　截至目前，霍江明此前定下的創(chuàng)新指標(biāo)大部分得到實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。這些成果把風(fēng)電設(shè)備的研發(fā)建立在中國自主創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)上，將全面提升大機(jī)組設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)的水平，改變風(fēng)電行業(yè)長期跟隨國外的被動(dòng)局面。

　　武鋼表示：“霍江明多年來持之以恒、默默無聞堅(jiān)持基礎(chǔ)科學(xué)研究的行為令人敬佩，他的成果使我們?cè)趪H風(fēng)電技術(shù)研發(fā)裝備市場(chǎng)上越走越寬廣，也證明了只有基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)先，才能促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新和領(lǐng)先?！?/p>

　　“真正屬于科學(xué)的東西不應(yīng)該限定只能用在風(fēng)電領(lǐng)域，應(yīng)該是普遍適用的才對(duì)，對(duì)此我完全有信心?！被艚髡f。