创新为翼 读懂超速保护“无字天书”

  风电机组超速保护检测长期缺乏标准，传统手段难以模拟真实工况，堪称一本“无字天书”。董宸希扎根一线、百次攻关，成功研发出超速保护检测仪。接下来，一起认识这项创新成果。

  该成果的应用，推动确立了风电机组超速保护检测标准化作业方案，实现了在静态条件且免于拆解转速传感器的前提下，1比1模拟转速传感器信号并完成转速差异软件保护能有效性检测。2025年，该成果入选中国华能集团有限公司（以下简称“集团公司”）先进技术推广目录、第三批职工技术创新成果直接推广转化目录；2026年，获第51届日内瓦国际发明展金奖。

  获日内瓦金奖的背后，是百米机舱里的奔波，与近百次信号精度的死磕。董宸希如何破解“无字天书”？

  问：你是什么时候有了研发“风力发电机组超速保护检测仪”的想法，研发的过程中遇到了哪些难题？

  董宸希：2018年我入职后，慢慢发现风电机组超速保护检测缺乏规范的检测标准和相对成熟的方案，传统检测方式要么通过断开信号进行检测，要么以远低于运行工况的转速信号进行模拟，既无法精准还原真实超速工况，也很难验证转速同步保护功能的有效性，暗藏安全风险。从那时起，我就暗下决心：要破解这项技术难题。

  研发的过程中主要有两大难题：首先是如何在静态条件下实现叶轮与发电机转速的1:1精准模拟？那段时间，我每天在近百米高的机舱与升压站的工作室之间来回奔波，仅信号同步精度的调试就进行了近百次。最终，通过优化电路设计、升级信号处理模块，成功将信号处理能力提升至10兆赫，实现了50万脉冲每秒的精准输出，彻底突破了传统检测方法的局限，让静态条件下验证风电机组超速保护有效性成为可能。

  第二个难题是如何精准验证“转速不同步”故障保护？当时行业内普遍采用单一路径检测方式，无法同时精准地模拟叶轮与发电机的独立转速信号。我大胆提出双转速传感器独立输出、同步检测的创新思路，并走访多个风电场收集实际运行数据，经过对不同机型的转速传感器类型和参数以及齿轮比等大量数据的统计，优化算法模型，最终实现了叶轮与发电机双路信号的独立输出，可灵活设置任意转速组合，成功解决了转速不同步保护功能无法验证的行业痛点。

  问：你的创新“灵感”从哪里来？

  董宸希：我的创新灵感主要来源于一线的实干与摸索，源于在一线对现场难题的敏锐洞察，这要求我们躬身一线，登上百米机舱，精研发电设备，直面行业顽疾，紧盯运维技术卡点，倾听一线实际需求，只有这样我们的创新意识才会不断涌现。

  问：从新能源领域的行业新人到牵头攻克多项技术难题的“华能创客”，你觉得个人成长中最重要的因素是什么？今后有什么打算？

  董宸希：我觉得推动个人成长的重要因素有很多，最重要的是平台，集团公司为我们青年员工搭建的广阔平台，是让我们能够心无旁骛投身技术攻关的关键。

  今后，作为创新工作室的领头人，我将继续坚守技术创新初心，努力加快科技成果转化应用。不仅在国内风电场扩大应用范围，还要通过海内外专利布局构建核心技术优势，为风电安全运维贡献中国方案。同时，我还会积极开展“传帮带”工作，将研发经验和创新思维分享给更多青年员工，让创新之火在青年一代中薪火相传。

  解锁无人电动矿卡 驰骋高寒矿区

  智矿运维“细节控”刘强，把创新刻进了高寒矿区的冻土里。接下来，看看他的硬核成果。

  该成果是中国华能“十四五”十大科技示范工程之一，整套系统包括无人电动矿卡车体、电池及充换电系统、无人驾驶系统三大部分，攻克了高寒环境下纯电驱动、智能换电、多模态感知融合等关键技术。无人电动矿卡载重90吨，车辆综合运输效能达人工的120%，创下无人电动矿卡领域全球最大吨位、最快运行速度、最低运行温度三项纪录。其创新构建“光伏绿电驱动+移动式充换电”零碳运输体系，实现运输环节100%绿电供应与零碳排放，百台车年替代柴油1.5万吨、减排二氧化碳4.7万吨。首创高精众包地图技术实现矿区运输全流程自动化，智能换电系统仅需6分钟完成电池更换，填补行业空白。

  三项世界纪录的背后，是零下30度的坚守与数据攻坚。刘强如何带队破解“无人化”难题？这就带你深入他的创新之路。

  问：创新对于你来说意味着什么？

  刘强：创新不是PPT里的完美曲线，而是用自主研发“破局”，以极致细节“攻坚”。对我来说，是让每一台“华能睿驰”无人电动矿卡驰骋高寒矿区，守护工友安全、提升工作效能，为露天煤矿智能化建设提供可复制、可落地的“华能方案”。

  问：在“华能睿驰”研发过程中是如何破解技术难题的？

  刘强：刚参加工作时，严冬里，工友们在驾驶室一待就是七八个小时，视线盲区多、安全风险大，我想用技术改变这种工作状态。2016年，矿山启动了智能化建设，第一道难关就是进口设备的数据采集，由于国外技术封锁，数据像加密的“天书”一样。

  我和团队尝试自制采集装置，在百吨级卡车上反复攀爬试验，历经150个日夜、上千次动作比对，写下10余万字测试记录，成功编出国内第一本自卸卡车数据采集“词典”，靠自主创新打通了数据壁垒。

  2022年，由蒙东公司牵头，携手相关企业组建创新联合体，我们开始攻克高寒环境下的“无人化”难题。在极寒环境下，设备启动困难、电池衰减严重、传感器结冰失效，这些都是行业里公认的难题。我沉下心拆解问题，把司机师傅们的成熟的操作经验转化成“拟人化决策”算法模型，在零下30多摄氏度的现场一个参数一个参数调试、一个场景一个场景验证，最终啃下这块“硬骨头”，让无人电车在极寒矿区稳稳跑起来。

  问：“华能睿驰”的实际应用效果如何？你下一步的创新方向是什么？

  刘强：2025年，全球首个百台级无人电动矿卡集群在伊敏露天矿正式投用，先后实现日剥离量突破10万立方米、单日煤炭运输峰值超6万吨的好成绩，在煤炭运输领域规模化、实战化作业中获得成功。今年一季度，累计完成剥离运输152.18万立方米、煤炭运输382.65万吨，在矿山核心生产环节真正扛起重任。

  项目经院士团队鉴定为“国际领先”，车辆综合运输效能达人工驾驶的120%，6分钟智能换电、高精众包地图等技术填补行业空白，还构建起零碳运输体系，每年可大量替代柴油、减少碳排放，为行业智能化升级提供了可落地、可复制的实践经验。

  接下来，我会继续扎根一线，把无人电动矿卡运维和智能矿山工作做细做实。持续优化车辆性能与系统算法，提升运行稳定性与作业效率；把自己的技术经验分享给身边同事，带好队伍、培养更多技术能手。用坚守和实干把智能化、零碳技术用好用透，守好矿山安全生产线，为企业提质增效、绿色发展贡献自己的一份力量。

  “跨界”追光 创新破瓶颈

  面对场景复杂、适配性差等难题，蒋河川“跨界”追光、扎根一线，成功研发出自适应双向支撑柔性支架系统。接下来，认识一下这项创新技术吧。

  该成果聚焦光伏电站开发土地受限、场景复杂、传统支架适配性差的行业痛点，创新研发基于有限元的多源耦合设计方法、自适应双向支撑结构及智慧化运维监测方法等核心技术，攻克抗风承载弱、耐候性不足、监测体系缺失等瓶颈。系统具备大跨度、高净空、强抗风、自适应优势，可适配超40度山体坡度，覆盖复杂山地、渔光互补、沙戈荒基地、矿区治理等典型场景。项目应用可节约土地50%以上、降低用钢量30%、减少基础数量34%、降低单项投资13%，已入选集团公司首台（套）重大技术装备与先进技术推广目录，为复杂场景光伏开发提供可复制的“华能方案”。

  从流体力学到新能源，从实验室到山地荒漠，蒋河川如何“跨界”破局？

  问：从流体力学专业到跨界新能源领域工作，在技术创新与攻关方面遇到过什么样的困难？怎么克服的？

  蒋河川：博士阶段，我深耕流体力学，跨界进入新能源赛道，初期面临的最大问题是技术经验积累不足。入职前半年，我就去了一线，从研读光伏项目初设报告开始，再全程参与技术评审，在实践中找准制约行业发展的关键问题。

  为进一步掌握真实情况，我先后去了吉林、云南、江苏、内蒙古等十余个省份、三十余个项目现场实地调研，最终确定土地资源紧张、传统支架难以适配复杂地形是核心瓶颈，而柔性支架技术具备巨大应用潜力，由此明确了攻关方向。

  技术攻关中，我按照全链条路线稳步推进，例如，遇到风洞试验因疫情受阻，主动对接高校实验室，驻校隔离完成模型制作与试验；云南临沧项目遭遇持续降雨，我们快速制定雨季施工方案，保障项目按期落地；湖北通山项目，优化方案超20版，顶着高温驻守现场指导施工。通过一步步实干，成功突破各项技术难关，让技术从实验室走向工程现场。

  问：从创新成果一路走到实践应用，你最大的感受是什么？

  蒋河川：我觉得“创新”就是不困于既有、不怯于尝试，以科研深耕破壁垒，以实干落地解难题，在山地荒漠间寻找答案。

  从研发设计到推动技术多省推广，我最大的感受是，创新只有扎根一线痛点、立足产业需求，才能真正创造价值。九年学术研究给了我科研底气，而一线的实践让我明白，技术只有走出图纸、落地项目，才能切实服务新能源高质量发展。

  从理论仿真、模型试验，到工程示范、规模化推广，每一步都离不开创新攻关。如今我们自主研发的柔性支架系统获评集团首台（套）重大技术装备，在多个复杂场景实现节地、省钢、降本、环保的综合效益，为行业提供了可复制的“华能方案”，也让我更加坚定了产学研用融合的创新之路。

  问：你下一步的“创新”计划是什么？

  蒋河川：未来，我将继续立足自主创新，持续优化光伏柔性支架技术，提升系统适用性与可靠性，同时聚焦生态友好型光伏开发，推动技术在更多复杂场景落地应用，用创新破解产业难题，以青春实干助力能源强国建设和“双碳”目标实现，在新能源发展征程上贡献青年创客力量。

  守护海上风场 小灵感破解运维难题

  海上风场沼气泄漏，人工巡检响应慢、排查难，安全隐患如影随形。汤浩然化身“灵感捕手”，从一线小麻烦入手，成功研发出海上风电沼气报警装置。接下来，认识一下这项创新成果。

  该成果主要应用于海上风电单桩风机，安装在风机塔基平台。装置安装调试简单，不占用风机通讯通道，无需主机厂家配合改造，可通过物联网、声光报警、AI语音提醒等技术，实现沼气泄漏实时监测、及时报警。该成果的成功应用，解决了传统人工巡检响应慢、排查易遗漏、管控不到位的痛点，从源头上防范沼气积聚、人员误入、设备爆燃等重大安全风险。2025年入选集团公司先进技术推广目录、第三批职工技术创新成果直接推广转化目录，实现从一线创新到全集团推广转化，为海上风电安全运维提供成熟可靠的智能解决方案。

  从内陆盖板自动开合、到海上沼气智能报警，九年一线打磨，让“小灵感”落地成“大守护”。汤浩然如何捕捉创新机遇？

  问：你眼中的创新是什么样的？

  汤浩然：我眼中的创新是敢想敢干敢试的脑洞，也是落地见效、解决实际问题的能力。对我来说，创新不只在实验室里，更在风机旁、塔筒下、作业现场的每一处细节里，它源于运维一线的每一个痛点，始于反复打磨的每一次尝试，汇成守护安全、赋能发展的强大技术力量。

  问：从内陆风电到海上风电，你是如何发现“创新”机遇的？

  汤浩然：我的创新之路，是从发现现场“小麻烦”开始的。2017年刚加入黄源风电场时，每次进入风机塔筒都要人工开合厚重盖板，整套操作近15分钟，既影响效率又有安全隐患。我请教师傅、与同事研讨、对接厂家论证，不断测试驱动方式与感应装置，前后迭代二十多版方案，最终用红外感应实现盖板自动开合，把耗时15分钟的流程压缩至“0”，在保安全的同时大幅提升运维效率。

  “转战”海上风电后，我遇到了新的行业难题。海上高温高湿、盐雾腐蚀严重，出海窗口期不定，人工巡检无法及时排查沼气泄漏，极易引发中毒、爆燃事故。当时国内海上风电刚起步，没有成熟方案可借鉴，统一改造风机成本高、难度大。我带领团队调研市场、筛选20多种传感器、开展30余次现场试验，引入物联网与AI语音技术，搭建独立兼容的监测系统，成功研发出沼气报警装置，从源头堵住安全漏洞，填补了行业技术空白。

  问：未来你将如何继续开展技术创新工作？

  汤浩然：九年扎根一线，我最大的感受是：创新从来不是孤军奋战的空想，而是扎根现场、瞄准痛点、久久为功的实干。从盖板小改造到海上硬攻关，每一项成果都来自现场需求，每一次突破都离不开反复打磨。公司鼓励创新、支持实践的沃土，让我们一线员工敢想敢试、敢闯敢干，让源自基层的小创意，真正转化为守护安全、提升效益的大能量。我也从一名经验尚浅的新兵，成长为能带队攻坚的技术骨干，这份成长让我更加坚定创新的初心。

  未来，我将继续以青春赴使命、以匠心守初心，立足海上风电运维主战场，聚焦安全防护、智能升级、效率提升等方向持续发力。我会把经验分享给更多青年同事，带动大家一起在现场找问题、在实践中解难题，用更多接地气、能落地、见实效的创新成果，为华能科技创新与绿色转型注入一线力量，在新能源广阔舞台上勇毅攀登、持续突破。