在8月14日召開的交船儀式與豪華郵輪直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)高峰技術(shù)論壇上，中國工程院院士、中車株洲所首席科學(xué)家丁榮軍表示，“這是國內(nèi)首艘器件級(jí)自主可控電力/電池混合動(dòng)力直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)的豪華海上游輪，開創(chuàng)了船舶采用永磁同步發(fā)電機(jī)的全球先例。”
全新一代電驅(qū)動(dòng)力
“海上看深圳”系列船舶是招商蛇口打造的系列深圳濱江濱海游船項(xiàng)目，其中“大灣區(qū)一號(hào)”是為深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)成立40周年獻(xiàn)禮的高端柴油機(jī)+鋰電池混合動(dòng)力游船，主打綠色、節(jié)能、環(huán)保理念。
“大灣區(qū)一號(hào)”船長71.88米，寬18.72米，乘客定額350人，營運(yùn)航速14節(jié)，可用于海上看深圳高端旅游、商務(wù)會(huì)議和海上婚禮。
該船裝載了由中車株洲所和招商局工業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的2MW級(jí)船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)裝置。據(jù)介紹，該船的成功交付，意味著我國高端船舶“中國芯”的商業(yè)化之路，邁入新的階段。
“船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)可以說是船舶‘心臟’，直流組網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前船舶電力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。”中車株洲所副總經(jīng)理、總工程師馮江華介紹，根據(jù)組網(wǎng)方式的不同，船舶電推系統(tǒng)可分為交流組網(wǎng)電力推進(jìn)和直流組網(wǎng)電力推進(jìn)兩種方式，作為新一代船舶電驅(qū)動(dòng)力方式，直流組網(wǎng)技術(shù)避免了交流組網(wǎng)頻率要求，使得發(fā)電機(jī)組可以變速發(fā)電，從而具備高效、節(jié)能、減振、節(jié)約空間、多能源并網(wǎng)的特點(diǎn)。
“大灣區(qū)一號(hào)”游船采用混合動(dòng)力直流組網(wǎng)電力推進(jìn)方式，其裝載的2MW永磁同步發(fā)電機(jī)和船舶直流組網(wǎng)變頻配電一體化裝置，移植了高鐵核心技術(shù)，可將船舶交流組網(wǎng)升級(jí)為直流組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)柴發(fā)機(jī)組的交流電源和動(dòng)力電池的直流電源的并網(wǎng)供電和功率均衡，有效保障船舶動(dòng)力穩(wěn)定。而這種混合動(dòng)力設(shè)置，能讓船舶達(dá)到“超低排放、超低污染、超低噪音”的標(biāo)準(zhǔn)，給旅客帶來嶄新的靜音舒適體驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)推動(dòng)粵港澳大灣區(qū)旅游交通綠色發(fā)展和品質(zhì)提升具有重要示范意義。
多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)加持
馮江華表示，“‘大灣區(qū)一號(hào)’游船不僅在設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)‘中國制造’，在技術(shù)上也開創(chuàng)了多項(xiàng)全球首例。”
具體而言，他介紹，該船攻克了基于永磁技術(shù)的混合動(dòng)力型直流組網(wǎng)電推系統(tǒng)匹配研究、選擇性保護(hù)、系統(tǒng)諧振控制等技術(shù)難題和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)新采用了直流固態(tài)斷路器、永磁發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池、永磁電動(dòng)機(jī)等技術(shù)。其中，船舶采用永磁發(fā)電機(jī)屬全球首例，而作為船舶電網(wǎng)直流母聯(lián)開關(guān)的固態(tài)斷路器，則屬于國內(nèi)首創(chuàng)的自主研發(fā)裝置，通過實(shí)船短路試驗(yàn)驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)直流電網(wǎng)短路時(shí)的“微秒級(jí)”保護(hù)，保證整船用電安全。
目前，中車株洲所研制的直流變頻配電系統(tǒng)、直流固態(tài)開關(guān)、能量管理系統(tǒng)、永磁同步發(fā)電機(jī)等均獲得中國船級(jí)社型式認(rèn)可，是國內(nèi)第2家進(jìn)行了船舶直流電力推進(jìn)系統(tǒng)原則性認(rèn)可單位。
“這套系統(tǒng)裝置自主可控率達(dá)到100%，空間優(yōu)化布局提升40%以上，節(jié)能效果較交流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)提升20%以上，多項(xiàng)裝備填補(bǔ)了國內(nèi)空白，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”馮江華表示。
據(jù)了解，船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于海洋工程船、風(fēng)電安裝船、公務(wù)船及豪華游輪等高端船舶上。其中直流組網(wǎng)電推系統(tǒng)技術(shù)在國外已處于批量裝船應(yīng)用階段，但國內(nèi)尚處于內(nèi)河船示范階段。而“大灣區(qū)一號(hào)”游船的成功交付，實(shí)現(xiàn)了我國混合動(dòng)力大功率船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)技術(shù)在海上豪華郵輪的首次應(yīng)用，將有效助推我國高端船舶核心產(chǎn)業(yè)和裝備技術(shù)的自主化程度，縮小與國外的差距。
丁榮軍表示，“大灣區(qū)二號(hào)船舶于2020年6月正式開工，目前該系統(tǒng)已經(jīng)具備了全面推廣條件，中車具備從芯片-器件-裝備-系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控技術(shù)和電氣系統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢(shì)，我們也期待將高鐵技術(shù)移植在船舶與海洋工程領(lǐng)域，能帶來更多的改變。”
