「海上風(fēng)力發(fā)電裝備與風(fēng)能高效利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室」

海上風(fēng)力發(fā)電裝備與風(fēng)能高效利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱“海風(fēng)全重室”）聚焦“復(fù)雜環(huán)境下海上風(fēng)電全過(guò)程能量傳遞協(xié)同機(jī)制與風(fēng)能高效利用”這一重大科學(xué)問(wèn)題，重點(diǎn)攻克大功率風(fēng)力發(fā)電裝備設(shè)計(jì)制造、風(fēng)電場(chǎng)集群拓?fù)鋬?yōu)化與智能控制、風(fēng)能高效利用等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建一體化的海上風(fēng)電裝備與風(fēng)能高效利用技術(shù)創(chuàng)新體系，推動(dòng)海上風(fēng)電技術(shù)及裝備實(shí)現(xiàn)自主可控，致力于成為我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)的策源地、高水平人才的聚集地，打造風(fēng)電領(lǐng)域的國(guó)家戰(zhàn)略科技力量。

該實(shí)驗(yàn)室擁有一支由院士、國(guó)家級(jí)高層次人才及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目首席專家組成的多學(xué)科交叉科研隊(duì)伍。在相關(guān)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)縱向課題200余項(xiàng)，牽頭國(guó)家重大重點(diǎn)科研任務(wù)50余項(xiàng)，科研成果榮獲國(guó)家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)20余項(xiàng)，為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)升級(jí)與自主創(chuàng)新貢獻(xiàn)了重要力量。

當(dāng)海風(fēng)掠過(guò)發(fā)電機(jī)組，他讓風(fēng)機(jī)成為電網(wǎng)的支撐力量；當(dāng)高昂的測(cè)試成本制約研發(fā)，他搭建起仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；當(dāng)風(fēng)機(jī)矗立在戈壁與海洋之上，他化身守護(hù)裝備健康的“體檢醫(yī)生”。在湖南大學(xué)的海風(fēng)全重室里，這群年輕人正將青春融入風(fēng)的脈絡(luò)，用智慧點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火。

圖為實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目——20MW級(jí)新型漂浮式風(fēng)電機(jī)組示意模型。

圖為實(shí)驗(yàn)室部分青年教師。

《2025年一季度全國(guó)電力供需形勢(shì)分析預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，截至2025年第一季度末，我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電合計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)14.8億千瓦，歷史性地超越火電裝機(jī)規(guī)模。這一里程碑式的跨越，標(biāo)志著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整邁出關(guān)鍵一步，綠色能源時(shí)代正加速到來(lái)。

若將電網(wǎng)比作龐大的交響樂(lè)團(tuán)，海風(fēng)全重室沈非凡老師研究的“跟網(wǎng)/構(gòu)網(wǎng)混合型風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行與并網(wǎng)支撐技術(shù)”，便是讓風(fēng)電場(chǎng)從被動(dòng)“跟唱”的普通成員，成長(zhǎng)為能主動(dòng)引領(lǐng)節(jié)奏、穩(wěn)定全場(chǎng)的“首席樂(lè)手”。傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)采用“跟網(wǎng)”模式，被動(dòng)跟隨電網(wǎng)變化，無(wú)法為電網(wǎng)提供電壓和頻率支撐。而當(dāng)風(fēng)電規(guī)模足夠大時(shí)，就需要風(fēng)電場(chǎng)主動(dòng)“構(gòu)網(wǎng)”，成為電網(wǎng)的“穩(wěn)定器”。為此，沈非凡團(tuán)隊(duì)探索用“電機(jī)并網(wǎng)”替代傳統(tǒng)“電力電子并網(wǎng)”，讓新能源發(fā)電單元具備類似火電的特性，從原理上提升對(duì)電網(wǎng)的支撐強(qiáng)度，突破電網(wǎng)對(duì)新能源的接納極限。目前，相關(guān)成果已獲多項(xiàng)教育部及行業(yè)協(xié)會(huì)科技獎(jiǎng)勵(lì)，還在權(quán)威期刊發(fā)表多篇高水平論文。

圖為沈非凡進(jìn)行科研工作。

沈非凡與湖大緣分頗深，2016年他曾來(lái)湖大參加托?？荚嚥⑷〉煤贸煽?jī)，2020年通過(guò)“博士后國(guó)際交流人才引進(jìn)計(jì)劃”加入湖大。從博士生到青年教師，他深知科研到實(shí)戰(zhàn)的跨越需要核心技術(shù)、應(yīng)變韌勁與協(xié)作默契。在實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)上，他不斷提升項(xiàng)目管理、學(xué)生指導(dǎo)與跨方向協(xié)作能力，推動(dòng)團(tuán)隊(duì)發(fā)展。

圖為沈非凡（右一）與學(xué)生討論。

科研之外，沈非凡注重培養(yǎng)能源科技人才。他每周與每位學(xué)生進(jìn)行1-2次一對(duì)一交流，討論課題進(jìn)展與模型搭建；鼓勵(lì)學(xué)生廣泛涉獵交叉學(xué)科知識(shí)，大膽嘗試不同研究方法，在探索中找到最優(yōu)路徑。

圖為沈非凡給學(xué)生授課。

沈非凡期待團(tuán)隊(duì)技術(shù)成果能在實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用，成為支撐新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵力量。

如果說(shuō)沈非凡聚焦風(fēng)電場(chǎng)的智能與強(qiáng)大，那么王鵬達(dá)則關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)的優(yōu)化與增效。他研究“大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組群尾流動(dòng)態(tài)特性分析與安全增效協(xié)同控制”，通過(guò)智能調(diào)整機(jī)組姿態(tài)和功率，破解“尾流效應(yīng)”（前排風(fēng)機(jī)風(fēng)速衰減影響后排發(fā)電效率），提升風(fēng)電場(chǎng)總發(fā)電量。同時(shí)，他攻關(guān)“面向深遠(yuǎn)海新型風(fēng)電系統(tǒng)的高精度半實(shí)物仿真”技術(shù)，研制的“新型海上漂浮式風(fēng)電系統(tǒng)半實(shí)物仿真平臺(tái)”，將真實(shí)對(duì)拖機(jī)組與虛擬控制器結(jié)合，保留電機(jī)電磁和機(jī)械特性，能低成本、快速地對(duì)漂浮式風(fēng)機(jī)新設(shè)計(jì)和控制策略進(jìn)行“虛擬測(cè)試”，解決了真實(shí)深海測(cè)試成本高、依賴“窗口期”的難題。

圖為王鵬達(dá)做會(huì)議報(bào)告。

王鵬達(dá)碩士畢業(yè)于湖大，博士就讀于丹麥科技大學(xué)，后選擇回湖大入職。吸引他的是海風(fēng)全重室的頂尖平臺(tái)與融洽氛圍，不同細(xì)分方向的老師能提供跨學(xué)科幫助。科研中，他堅(jiān)信“堅(jiān)持”與“迭代”的力量，不怕試錯(cuò)，認(rèn)為失敗能排除錯(cuò)誤路徑。這種理念也融入學(xué)生指導(dǎo)中，曾有研究生因仿真困難想放棄，王鵬達(dá)不僅口頭鼓勵(lì)，還與學(xué)生一起找根源、做調(diào)試，最終學(xué)生成果發(fā)表在中科院一區(qū)頂尖期刊。他認(rèn)為，老師不僅要指明方向，還要做心理輔導(dǎo)。

圖為王鵬達(dá)（右）進(jìn)行科研工作。

圖為王鵬達(dá)（右一）指導(dǎo)學(xué)生。

實(shí)地調(diào)研是海風(fēng)全重室研究的重要部分。彭涵知曾帶領(lǐng)學(xué)生在零下20度的內(nèi)蒙古戈壁遭遇“白毛風(fēng)”，能見(jiàn)度極低，師生都很緊張，但這次經(jīng)歷讓他們真切體會(huì)到國(guó)家需求與科研責(zé)任。彭涵知把自己比作風(fēng)電場(chǎng)的“體檢醫(yī)生”，他研究的風(fēng)電場(chǎng)服役質(zhì)量評(píng)估與調(diào)控技術(shù)，是為風(fēng)電裝備做全生命周期健康管理。傳統(tǒng)運(yùn)維像“一年一次體檢”，無(wú)法預(yù)防突發(fā)故障，而他的技術(shù)要做“全天候守護(hù)者”。目前，該技術(shù)能讓風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量提升5%以上，應(yīng)用于全國(guó)200多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，覆蓋數(shù)萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)組。

圖為彭涵知去電力公司調(diào)研。

彭涵知的學(xué)術(shù)生涯都在湖大，從本科、保研到碩博連讀，再到全職博士后，他覺(jué)得湖大團(tuán)隊(duì)像家一樣溫暖，發(fā)展勢(shì)頭蓬勃，這里就是他的事業(yè)所在。從學(xué)生到博士后，責(zé)任更重了，不僅要吸收知識(shí)，還要傳遞所學(xué)，對(duì)學(xué)生和項(xiàng)目負(fù)責(zé)。他與學(xué)生關(guān)系像“師兄帶師弟”，延續(xù)團(tuán)隊(duì)“以興趣為先”的培養(yǎng)傳統(tǒng)，在把握大方向的基礎(chǔ)上，尊重學(xué)生自主選擇。

圖為彭涵知（右一）指導(dǎo)學(xué)生。

彭涵知堅(jiān)持“從實(shí)驗(yàn)室到工程現(xiàn)場(chǎng)”的閉環(huán)理念，他說(shuō)“實(shí)驗(yàn)室里仿真得再準(zhǔn)確，也不及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化得快”。他常帶領(lǐng)學(xué)生去風(fēng)電場(chǎng)，像醫(yī)生巡診一樣收集數(shù)據(jù)、分析問(wèn)題、優(yōu)化系統(tǒng)，這種實(shí)地考察讓科研成果真正落地。

圖為彭涵知實(shí)地考察。

海風(fēng)全重室40歲以下科研人員占比超60%，是一支充滿活力的青年隊(duì)伍。在新能源技術(shù)快速發(fā)展、海上風(fēng)電成為“雙碳”目標(biāo)關(guān)鍵領(lǐng)域的當(dāng)下，這些年輕人以實(shí)干詮釋新時(shí)代青年科技工作者的使命與擔(dān)當(dāng)。

在時(shí)代的浪潮中，這群實(shí)驗(yàn)室里的年輕人，以信念為舟，以創(chuàng)新為槳，在科技強(qiáng)國(guó)的航道上，迎風(fēng)前行，點(diǎn)亮未來(lái)。

來(lái)源丨融媒體中心 海風(fēng)全重室

學(xué)生記者丨徐藝菲

排版丨徐藝菲 張馨元

原標(biāo)題：《海風(fēng)全重室的年輕人》

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