奏響天山腳下的風電交響曲

袁至

隨著王洛賓先生名曲《達坂城的姑娘》的風靡傳唱，全世界人民都感受到了位于烏魯木齊市南郊天山腳下的小鎮——達坂城那迷人的浪漫氣息。而達坂城的風，一年十個多月日夜不息的風，卻鮮為人知。在達坂城，由一臺臺風電機組構成了一幅獨特的風景。這在當時，不僅在中國是獨一無二的，在整個亞洲也是絕無僅有的，如今早已成為令新疆人引以為豪的現代化標志性景觀。天山腳下，那一座座大型機組，好像奏響了風與電的協奏曲，王維慶和他的團隊成員們，則是當之無愧的總指揮。

在王維慶看來，從天山山口吹來的風是新疆得天獨厚的資源，利用風能發電是一件“功在當代，利在千秋”的事。但是，風力發電作為當時世界上最先進的發電技術之一，卻主要掌握在國外公司手中。王維慶對中國風力發電事業的貢獻，就是從打破國外公司技術壁壘開始的。

突破：實現風控系統中國造

1979年，王維慶如愿考進了當時新疆工科的最高學府——新疆工學院。四年后，因學業優異，他留校任教。之后，又以優異的成績成為浙江大學電機系的碩士研究生，師從國內著名的繼電保護專家李菊教授。畢業后，滬寧杭地區多家大型電力企業邀請王維慶去工作。對此，他全部謝絕，堅定地回到新疆工學院。吸引他拋卻繁華毅然返疆的，正是那被他視為具有無限能量、可以大有作為的來自天山風口的長年不斷的風。

冥冥之中，仿佛一切早已注定。回疆不久，受大學同學邀請，他到達坂城風電場實地考察研究風電機組，當親眼見識到那些從國外遠購而來價格昂貴的“精貴貨”時，心底已然涌起難以抑制的民族豪情：這些核心技術，必須全面實現“中國造”，才能降低運營成本，真正大范圍推進風力發電產業。

所謂風電機組核心技術，就是其控制系統，它猶如人的大腦，負有指揮操控所有設備的功能。別的技術都能仿制，只有難易之分。唯有控制系統完全無法仿制，只有自主創新一條路可走。

經過對風電機組實地考察、研究，王維慶有了明晰的攻關思路：只有把控制系統這一關拿下，才能扭轉全局，最終產生“中國制造”的自主品牌的風電機組，從而打破西方發達國家對風電機組產業的壟斷封鎖。在“為國家而戰”的崇高使命下，王維慶組織團隊，在國家“九五”重點攻關項目資助下，向風電機組的控制系統這個高精尖技術的“攔路虎”發起攻關。

風電機組控制技術是西方相關企業的最高級別的技術機密，只對外出售整機，不轉讓控制技術，使用者只知其然，不知其所以然。王維慶手里沒有任何可利用的資料，只能從零開始，從沒有路的地方拓出一條中國人走的路。

從零起步的研究無疑是艱辛且漫長的，憑著滿腔的研究熱情，王維慶義無反顧地帶領著團隊開始了研究。他們制定技術路線后，就立即前往達坂城風電場做現場研究。50米的塔身，相當于20層樓高，直上直下攀爬無數次，對體力和安全都是巨大的挑戰。50米的塔頂在風力的作用下搖擺幅度有時會達到將近一米，稍有不慎，后果都不堪設想。一起奮戰過的同事憶起當年，還不由感慨道：“在那六個月中，他幾乎每天都在爬各種各樣的風電機組，上上下下、反反復復地記錄各個點的數據，比任何一個工作人員爬塔的次數都多！”在他的帶領鼓舞下，每個成員都鼓足了勁開展研究，從天未亮到午夜，無一人提前離開實驗室，所有人心中都有一個明確的目標——研制國人自己的電控系統。

功夫不負有心人，最終，王維慶和他的研發團隊在國內首次揭示了水平軸、定槳距失速型風力發電機組控制機理并提出了技術路線圖，成功研制了國內第一臺具有自主知識產權的水平軸、定槳距失速型風力發電機組電控系統;主持完成國內第一座大型風電場并網、監控及運行管理系統，并應用于金風科技600kW/750kW國產化風力發電機組中。使金風科技的600kW/750kW/800kW風力發電機組成為當時國內唯一產品化的具有自主知識產權的風電機組，占領了這個級別的國內市場，實現了引進、消化、吸收和再創新的目標。這些成果使他在2000年獲得了新疆維吾爾自治區科技進步獎一等獎;2002年，獲得國家科技進步獎二等獎。

發展：向大型風電機組進發

2003年開始，中國風電產業進入高速發展期，大型風電機組成為了必然的發展方向。當風力發電機組容量提升以后，其作為一個綜合發電系統，必然要考慮其大規模并網后來自各方面因素的影響。相比于之前集中研究風電機組電控系統，這是一個更復雜綜合的課題。需要建設一個先進的研究平臺，以研究團隊為基礎，綜合展開研究。

對科研具有極高敏銳度的王維慶，很早就意識到這一攻關思路的變化，并開始研究規劃和布局。在2004年11月至2005年7月，王維慶為了更加系統學習研究當時世界上最先進的風力發電技術，在國家留學基金委資助下，成為德國柏林工業大學（風能利用控制技術）高級訪問學者。由于訪學成效豐碩，2009年獲新疆維吾爾自治區優秀留學回國人員。之后，王維慶完成了先進研究團隊領導者向先進研究平臺領導者的轉變。他領導建設了新疆唯一一個教育部工程研究中心——“可再生能源發電與并網控制教育部工程研究中心”，并建設了新疆維吾爾自治區重點實驗室。有了先進的研究平臺，自然吸引和留住了人才，穩定了科研與工程技術研發隊伍。王維慶領導的“風力發電系統智能控制與并網技術”教育部創新團隊不斷發展壯大，在大型風電機組各方面開展高效協作的綜合研究。幾年的時間，王維慶從攻堅克難的將軍成功轉變為運籌帷幄的統帥，這一漂亮轉變，也正是新疆風電機組隊伍大發展的縮影寫照。

經十幾年的持續研究，他們突破了制約我國風電機組的一系列控制和相關技術，包括獨立變槳、暴風控制、低電壓穿越、風電場智能控制、產能預測、動態物理實驗、風電機組繼電保護等技術，解決了風電機組受制于人及環境適應性的關鍵技術難題，形成了風電機組仿真建模理論體系，并將研究成果成功應用于中國第一臺擁有自主知識產權的直驅式風力發電機組和電控系統的研制。項目成果同樣屬國內首創，達到國際先進水平，于2012年應用于1.5MW-3MW直驅式風力發電機組中，降低機組疲勞載荷大于10%，提升單臺機組發電量5%以上，為我國大型風力發電機組控制技術奠定了基礎，在新疆大規模風電開發的進程中，主導了兆瓦級單機、集中式和大規模匯集型風電場并網關鍵技術研究，于2013年獲新疆維吾爾自治區科技進步獎一等獎，并于2016年再獲國家科技進步獎二等獎。

初心：為了祖國的青山綠水

王維慶在多年的科研工作之外，還擔任了多項行政職務和學術兼職。1998年至2004年3月任新疆大學電氣工程學院副院長，2004年4月至2005月12月任新疆大學機械工程學院院長，2006年至2009年7月任新疆大學科研處處長，2009年8月至2016年8月任新疆大學研究生院院長。2002年至2010年兼任西安交通大學博士生導師，并任中國仿真學會電力系統仿真專委會副主任委員，新疆電機工程學會副理事長，新疆新能源產業技術創新聯盟理事。

在對科研工作全力以赴的前提下，諸多行政事務和學術任務他也都交上了漂亮的答卷。在團隊成員眼中的王老師，永遠充滿熱情和活力，看起來好像一件很不可思議的事情，但是王維慶自己知道，其實只是為了那始終不曾改變的初心。何為他的初心？初心是那個在新疆工學院校園刻苦學習的本科生晚自習結束后回家路上的躊躇滿志;初心是那個在浙江大學玉泉校區調試繼電保護設備的研究生試驗成功后的喜上眉梢;初心是那個在達坂城風電場測試風電機組控制系統的青年學者試驗成功后的欣喜若狂;初心是新疆大學南校區可再生能源發電與并網控制教育部工程研究中心召開科研團隊例會時那個中年專家的胸有成竹……

現在，中國風電的裝機容量早已成為世界第一，中國也早已成為了世界風電技術的引領者。在黨的第十九次全國代表大會報告精神的指引下，王維慶已經為他的研究團隊找到了下一個攻關方向。那就是“提升風力發電在電網的占比，讓風力發電成為建設綠水青山的真正主力”。

王維慶和他的團隊已做好準備，奏響這天山腳下風電交響曲中更為精彩的下一樂章！

責編/龐貝

王維慶，新疆大學電氣工程學院教授、博士生導師。主要從事電力系統及其自動化和控制理論與控制工程理論，風電機組控制技術、電力系統繼電保護。現任“可再生能源發電與并網控制”教育部工程研究中心主任，“風力發電系統智能控制與并網技術”教育部創新團隊帶頭人，“可再生能源發電與并網技術”自治區重點實驗室主任等職。獲國家科技進步二等獎2項，自治區科技進步特等獎1項，一等獎2項。主持完成國家和省部級項目30余項，獲國家專利和軟件著作權等20余項，參編《風力發電機組 發電量可利用率》國家標準一部。