奏响天山脚下的风电交响曲

袁至

随着王洛宾先生名曲《达坂城的姑娘》的风靡传唱，全世界人民都感受到了位于乌鲁木齐市南郊天山脚下的小镇——达坂城那迷人的浪漫气息。而达坂城的风，一年十个多月日夜不息的风，却鲜为人知。在达坂城，由一台台风电机组构成了一幅独特的风景。这在当时，不仅在中国是独一无二的，在整个亚洲也是绝无仅有的，如今早已成为令新疆人引以为豪的现代化标志性景观。天山脚下，那一座座大型机组，好像奏响了风与电的协奏曲，王维庆和他的团队成员们，则是当之无愧的总指挥。

在王维庆看来，从天山山口吹来的风是新疆得天独厚的资源，利用风能发电是一件“功在当代，利在千秋”的事。但是，风力发电作为当时世界上最先进的发电技术之一，却主要掌握在国外公司手中。王维庆对中国风力发电事业的贡献，就是从打破国外公司技术壁垒开始的。

突破：实现风控系统中国造

1979年，王维庆如愿考进了当时新疆工科的最高学府——新疆工学院。四年后，因学业优异，他留校任教。之后，又以优异的成绩成为浙江大学电机系的硕士研究生，师从国内著名的继电保护专家李菊教授。毕业后，沪宁杭地区多家大型电力企业邀请王维庆去工作。对此，他全部谢绝，坚定地回到新疆工学院。吸引他抛却繁华毅然返疆的，正是那被他视为具有无限能量、可以大有作为的来自天山风口的长年不断的风。

冥冥之中，仿佛一切早已注定。回疆不久，受大学同学邀请，他到达坂城风电场实地考察研究风电机组，当亲眼见识到那些从国外远购而来价格昂贵的“精贵货”时，心底已然涌起难以抑制的民族豪情：这些核心技术，必须全面实现“中国造”，才能降低运营成本，真正大范围推进风力发电产业。

所谓风电机组核心技术，就是其控制系统，它犹如人的大脑，负有指挥操控所有设备的功能。别的技术都能仿制，只有难易之分。唯有控制系统完全无法仿制，只有自主创新一条路可走。

经过对风电机组实地考察、研究，王维庆有了明晰的攻关思路：只有把控制系统这一关拿下，才能扭转全局，最终产生“中国制造”的自主品牌的风电机组，从而打破西方发达国家对风电机组产业的垄断封锁。在“为国家而战”的崇高使命下，王维庆组织团队，在国家“九五”重点攻关项目资助下，向风电机组的控制系统这个高精尖技术的“拦路虎”发起攻关。

风电机组控制技术是西方相关企业的最高级别的技术机密，只对外出售整机，不转让控制技术，使用者只知其然，不知其所以然。王维庆手里没有任何可利用的资料，只能从零开始，从没有路的地方拓出一条中国人走的路。

从零起步的研究无疑是艰辛且漫长的，凭着满腔的研究热情，王维庆义无反顾地带领着团队开始了研究。他们制定技术路线后，就立即前往达坂城风电场做现场研究。50米的塔身，相当于20层楼高，直上直下攀爬无数次，对体力和安全都是巨大的挑战。50米的塔顶在风力的作用下摇摆幅度有时会达到将近一米，稍有不慎，后果都不堪设想。一起奋战过的同事忆起当年，还不由感慨道：“在那六个月中，他几乎每天都在爬各种各样的风电机组，上上下下、反反复复地记录各个点的数据，比任何一个工作人员爬塔的次数都多！”在他的带领鼓舞下，每个成员都鼓足了劲开展研究，从天未亮到午夜，无一人提前离开实验室，所有人心中都有一个明确的目标——研制国人自己的电控系统。

功夫不负有心人，最终，王维庆和他的研发团队在国内首次揭示了水平轴、定桨距失速型风力发电机组控制机理并提出了技术路线图，成功研制了国内第一台具有自主知识产权的水平轴、定桨距失速型风力发电机组电控系统;主持完成国内第一座大型风电场并网、监控及运行管理系统，并应用于金风科技600kW/750kW国产化风力发电机组中。使金风科技的600kW/750kW/800kW风力发电机组成为当时国内唯一产品化的具有自主知识产权的风电机组，占领了这个级别的国内市场，实现了引进、消化、吸收和再创新的目标。这些成果使他在2000年获得了新疆维吾尔自治区科技进步奖一等奖;2002年，获得国家科技进步奖二等奖。

发展：向大型风电机组进发

2003年开始，中国风电产业进入高速发展期，大型风电机组成为了必然的发展方向。当风力发电机组容量提升以后，其作为一个综合发电系统，必然要考虑其大规模并网后来自各方面因素的影响。相比于之前集中研究风电机组电控系统，这是一个更复杂综合的课题。需要建设一个先进的研究平台，以研究团队为基础，综合展开研究。

对科研具有极高敏锐度的王维庆，很早就意识到这一攻关思路的变化，并开始研究规划和布局。在2004年11月至2005年7月，王维庆为了更加系统学习研究当时世界上最先进的风力发电技术，在国家留学基金委资助下，成为德国柏林工业大学（风能利用控制技术）高级访问学者。由于访学成效丰硕，2009年获新疆维吾尔自治区优秀留学回国人员。之后，王维庆完成了先进研究团队领导者向先进研究平台领导者的转变。他领导建设了新疆唯一一个教育部工程研究中心——“可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心”，并建设了新疆维吾尔自治区重点实验室。有了先进的研究平台，自然吸引和留住了人才，稳定了科研与工程技术研发队伍。王维庆领导的“风力发电系统智能控制与并网技术”教育部创新团队不断发展壮大，在大型风电机组各方面开展高效协作的综合研究。几年的时间，王维庆从攻坚克难的将军成功转变为运筹帷幄的统帅，这一漂亮转变，也正是新疆风电机组队伍大发展的缩影写照。

经十几年的持续研究，他们突破了制约我国风电机组的一系列控制和相关技术，包括独立变桨、暴风控制、低电压穿越、风电场智能控制、产能预测、动态物理实验、风电机组继电保护等技术，解决了风电机组受制于人及环境适应性的关键技术难题，形成了风电机组仿真建模理论体系，并将研究成果成功应用于中国第一台拥有自主知识产权的直驱式风力发电机组和电控系统的研制。项目成果同样属国内首创，达到国际先进水平，于2012年应用于1.5MW-3MW直驱式风力发电机组中，降低机组疲劳载荷大于10%，提升单台机组发电量5%以上，为我国大型风力发电机组控制技术奠定了基础，在新疆大规模风电开发的进程中，主导了兆瓦级单机、集中式和大规模汇集型风电场并网关键技术研究，于2013年获新疆维吾尔自治区科技进步獎一等奖，并于2016年再获国家科技进步奖二等奖。

初心：为了祖国的青山绿水

王维庆在多年的科研工作之外，还担任了多项行政职务和学术兼职。1998年至2004年3月任新疆大学电气工程学院副院长，2004年4月至2005月12月任新疆大学机械工程学院院长，2006年至2009年7月任新疆大学科研处处长，2009年8月至2016年8月任新疆大学研究生院院长。2002年至2010年兼任西安交通大学博士生导师，并任中国仿真学会电力系统仿真专委会副主任委员，新疆电机工程学会副理事长，新疆新能源产业技术创新联盟理事。

在对科研工作全力以赴的前提下，诸多行政事务和学术任务他也都交上了漂亮的答卷。在团队成员眼中的王老师，永远充满热情和活力，看起来好像一件很不可思议的事情，但是王维庆自己知道，其实只是为了那始终不曾改变的初心。何为他的初心？初心是那个在新疆工学院校园刻苦学习的本科生晚自习结束后回家路上的踌躇满志;初心是那个在浙江大学玉泉校区调试继电保护设备的研究生试验成功后的喜上眉梢;初心是那个在达坂城风电场测试风电机组控制系统的青年学者试验成功后的欣喜若狂;初心是新疆大学南校区可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心召开科研团队例会时那个中年专家的胸有成竹……

现在，中国风电的装机容量早已成为世界第一，中国也早已成为了世界风电技术的引领者。在党的第十九次全国代表大会报告精神的指引下，王维庆已经为他的研究团队找到了下一个攻关方向。那就是“提升风力发电在电网的占比，让风力发电成为建设绿水青山的真正主力”。

王维庆和他的团队已做好准备，奏响这天山脚下风电交响曲中更为精彩的下一乐章！

责编/庞贝

王维庆，新疆大学电气工程学院教授、博士生导师。主要从事电力系统及其自动化和控制理论与控制工程理论，风电机组控制技术、电力系统继电保护。现任“可再生能源发电与并网控制”教育部工程研究中心主任，“风力发电系统智能控制与并网技术”教育部创新团队带头人，“可再生能源发电与并网技术”自治区重点实验室主任等职。获国家科技进步二等奖2项，自治区科技进步特等奖1项，一等奖2项。主持完成国家和省部级项目30余项，获国家专利和软件著作权等20余项，参编《风力发电机组 发电量可利用率》国家标准一部。