机器人焊接现场。
□文/摄 黑龙江日报全媒体记者 薛婧 李爱民
近日，哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司（简称哈电电机）收获喜报：由其研制的国内单机容量最大的阳江抽水蓄能电站1号机组，首次发电工况并网成功。至此，哈电电机已参与了22座抽水蓄能电站、79台套机组的研发制造，一次又一次把性能优异、安全可靠的水电“皇冠上的明珠”镶嵌在祖国的大好河山。
抽水蓄能仅是哈电电机在创新发展中砥砺前行的一个生动注脚。
世界单机容量最大的白鹤滩水电站实现首批机组发电；作为长江三峡枢纽工程的主要参建单位，荣获国家科学技术进步奖特等奖；脉冲发电机填补国内空白，主要指标达到国际先进水平……一次次突破，一个个巅峰，哈电电机手握科技创新钥匙，走出了一条“建设具有全球竞争力的世界一流装备制造企业”的跃升曲线。
苦练内功
“哈电制造”一次次惊艳世界
在大电机研究所远程诊断大厅，哈电电机副总工程师覃大清目不转睛地盯着电脑，隔屏与技术专家对即将发电的电站机组相关数据进行远程“会诊”。
作为带领哈电电机在世界电力装备制造版图上标注中国制造新高度的灵魂人物，覃大清在大型常规水电机组研究、抽水蓄能机组技术研究、大型水泵研究等方面均做出突出贡献，先后承担多项国家重大课题的研究工作。
2003年前，抽水蓄能设备关键技术由国外垄断，价格昂贵，服务滞后，大型抽水蓄能机组及成套设备国产化迫在眉睫。覃大清带着团队承担起国家科技支撑计划课题“大型抽水蓄能机组成套设备研制”，踏上了自主化研制之路。其实，早在上世纪60年代，哈电电机便开始了抽水蓄能模型研发的“圆梦之旅”。沿着多年研发的成果积淀，又经过数年努力，2011年，哈电电机研制的我国首台具有完全自主知识产权的大型抽水蓄能机组——响水涧抽水蓄能机组成功并网发电，机组无论是效率、压力脉动还是空化等综合特性指标均达到了国际先进水平。响水涧项目之后，哈电电机又一举夺得溧阳和仙居两个抽水蓄能项目机组的研发制造权。
依托国家科技支撑计划课题“大型抽水蓄能机组成套设备研制”，哈电电机率先在全球利用水力手段解决“S”区无法直接稳定并网的问题；发明了降低水泵水轮机无叶区压力脉动技术，提高了机组稳定性水平，大型抽水蓄能机组研发关键技术达到了国际领先水平。
创新无止境。基于对世界水电“无人区”的探索，哈电电机在白鹤滩1000兆瓦机组研制中追求“更高、更快、更强”，开创性地攻克了机组稳定性、冷却方式等多项世界性技术难题。伴随着世界单机容量最大百万千瓦机组精品座环、精品导水机构、精品长短叶片转轮、右岸首台转子吊装的耀世而出，哈电电机用一件件“传世精品”，一次又一次惊艳世界。
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智能制造让效率大提升
数字经济是传统制造业企业提质增效的重要基石。站在新时代，哈电电机更为关注传统元素的现代化表达，将智能制造、数字化制造引入生产，开发的焊接机器人工作站，采用“人机协同遥控焊接技术”，使人工劳动强度下降90％，使生产效率提升一倍左右，焊接质量稳定性大幅提高，并能有效降低耗材，极大改善作业环境。
今年3月23日，哈电电机开发的智能机器人首次实现了抽水蓄能机组转轮的窄间隙焊接制造，焊缝一次探伤符合标准要求，成功实现了零返修。
“转轮被称为水轮机的‘心脏’，其制造质量至关重要，直接影响到整台机组的水力性能及使用寿命。”哈电电机制造工艺部焊接自动化组组长贾瑞燕告诉记者，传统的焊接制造方法需要将产品加热到100℃，焊工在炙热的烘烤下手工进行焊接作业，实现高质量焊接难度大，有时还会存在一定程度的返修。
人工难以保证“心脏”质量，那机器人呢？贾瑞燕说，以机器人代替人工进行大型关键部件焊接，想要获得稳定的焊接质量，也存在三大技术难题，即机器人应用技术、智能跟踪反馈技术、窄间隙焊接技术。同时，还要将三种技术像人的手、眼、脑一样，系统地融合到一起。针对上述难点，哈电电机技术人员通过对20多家国内外机器人研发制造企业的走访交流和对比分析，结合转轮制造特点和难点，自主选型集成了机器人窄间隙气体保护焊接系统。
在整个机器人窄间隙焊接技术开发过程中，为了使引进的智能化焊接系统更贴合转轮焊接的特殊过程，技术人员大胆创新，自主对现有焊接枪体进行了适应性改造，优化保护气体流道；还对控制软件进行了二次开发，优化焊枪电机运行控制，让智能化焊接系统更好地适应不同的操作环境，并为将来的远程遥控焊接打下了良好的基础。
此外，哈电电机还构建了以水电云服务平台为中心，集故障智能诊断、产品维护、售后服务、备品管理及产品优化为一体的水力发电设备智能远程运维新模式支持系统，而今已在国网新源丰满水电站、黔源电力董箐发电厂等得到应用，填补了我国在电站远程智能运维方面的长期空白。
抢抓机遇
在新能源领域高歌猛进
2021年9月，青海海南新能源基地红旗1号换流站传来喜讯：由哈电电机研制的世界首台应用于新能源电源侧的50兆乏分布式调相机，顺利通过168小时试运行，正式进入商业运行。
“调相机是稳定电网电压的重要电力装置。”哈电电机副总经理李春廷说，尽管大型调相机技术已相对成熟，但要研发用于保障电能质量的分布式调相机，难度相当于从过去听音乐常用的大型收录机研制出全世界首台小型“随身听”。
面对如此高难度的研发，哈电电机从获悉需求，到完成世界首台分布式调相机的设计、制造和验证，用了不到8个月时间。
“定制”式研发如此之快，缘于哈电电机强大的研发能力。
李春廷说，为了攻克各项技术难题，哈电电机抽调技术骨干组成专项攻关团队，引入模块化和集成化设计理念，通过电磁设计的深度优化、结构设计的不断创新和原材料的高标准选择，创新性地提出并采用无风叶转子和开启式通风等世界前沿技术，成功设计制造出这款额定运行损耗低、经济性高、暂态性能参数优异、过负荷运行能力强的新型分布式调相机。
据悉，相较于传统建在主网侧的大型调相机，新能源分布式调相机具有集成度高、系统简单、建设周期短、调节性能好等优点；从机组结构上看，分布式调相机采用SFC变频启动形式，无需拖动电机；从技术数据上看，分布式调相机相较常规调相机，在暂态性能上需要提升30％以上，而机组损耗需要下降20％。
“分布式调相机的成功研制，意味着今后运行100％输送风光新能源的直流特高压也不存在任何安全技术障碍。”中国电力科学研究院高级专家李志强说。
