林琳 助力海上風電走向深遠

“為了讓大國重器真正掌握在自己手中，一定要自主研發”

在中國南海的廣袤海域，一個白色的“大風車”牢牢矗立在三角結構的漂浮平臺上，遠遠望去，悠悠轉動的巨大槳葉十分醒目。這就是我國擁有完全自主知識產權的全球首個抗臺風型漂浮式風電機組及基礎平臺——“三峽引領號”。它的葉片轉動1小時，便能滿負荷發電5500度，足以支撐一個普通三口之家兩年的用電需求。

首臺漂浮式風電機組從無到有、實現零的突破，背后少不了科研人員的不懈努力和艱辛探索。上海勘測設計研究院有限公司（以下簡稱“三峽上海院”）技術研發中心副主任林琳，就是一位為“三峽引領號”研發貢獻力量的青年科學家。2025年，林琳被共青團中央、全國青聯授予2025年度“新時代青年先鋒獎”。

回國參與海上風機的研發工作

2017年回國之前，林琳在英國斯特拉斯克萊德大學從事教學與科研工作，也曾經參與過歐洲國家的一些漂浮式海上風電項目。一次學術會議上，她遇到了三峽上海院總工程師林毅峰，得知三峽上海院正在計劃開展漂浮式海上風電系統的研發。

得知這個消息后，林琳內心想要為國家風電事業貢獻力量的熱情被點燃了。盡管在英國的生活很舒適，收入不錯，導師也極力挽留，勸她說“留下來在學術方面會有更好的發展”。但這都沒有阻止林琳回國的腳步。2017年，她入職三峽上海院，參與到漂浮式海上風電系統的研發工作中。

談起自己的這個決定，林琳說，當時在國外求學、教書多年，有一個感受是非常深刻的，那就是，很多來自中國的留學生都非常優秀，成績在班里名列前茅。“我相信國外能做出來的東西，我們一定也能做出來，并且做得更好。”林琳說，“國家要發展漂浮式海上風電，跟我的專業完全契合，我很希望能夠參與其中，盡自己一份力”。

三峽上海院早期從事傳統水利水電行業，后轉型向新能源領域發展，尤其在海上風電技術方面實現了從無到有的突破。因“世紀工程”應運而生的三峽集團，本來就有著敢于創新、打造標桿工程的基因。作為國內首批涉足海上風電設計的研究院，三峽上海院完成了亞洲首個海上風電項目——上海東海大橋海上風電場的勘測設計，之后，又開始向難度更高的漂浮式海上風電項目進軍。

林琳坦言，當時這個項目并不被看好。海上風電的建造成本遠高于陸上風電，通常為陸上風電的兩到三倍，而漂浮式海上風電的建設成本又高于固定式海上風電，投資回報周期較長。“當時一些人認為，我國廣袤的內陸有豐富的風資源可以發展風電，沒有必要花幾倍的成本去搞海上風電。”林琳說。但是上海院看到了東部經濟發展的電力需要，以及一些新興產業如人工智能、算力，對用電量的巨大需求，率先進入海上風電領域技術的研究，并持續創新，逐步成為行業領軍者。

與傳統的固定式海上風電相比，漂浮式海上風電不用打樁到海底，可以向海洋的更深遠處延伸。海上風大且急，風機的利用效率更高，裝機的容量也更大。

但彼時國內漂浮式風電研發設計處于零基礎、零經驗、零技術階段。團隊首先面臨的問題，是購買國外的設計還是自主研發。林琳回憶，前期經過了大量論證工作，多次開會討論。直接購買國外的設計似乎是更省時省力的方案，成本也更低。國外的技術相對成熟，在英國和歐洲已有多臺漂浮式風電機組的建設經驗，而當時三峽上海院的項目團隊大多是只有二十多歲的年輕人，以“90后”為主。

但是為了讓產業的關鍵核心技術真正掌握在自己手里，三峽上海院還是放棄了直接購買國外方案，選擇了一條難走的路——自主設計研發。這樣的堅持，除了考慮到我國海域情況和歐洲不同，國外的設計方案和理念不一定適合之外，還有更長遠的考慮。“在當時歐美幾乎所有頂尖的設計公司、知名高校，都來我們這里投過材料，他們都想進入中國市場。”林琳說，“但他們都拒絕開放技術、方法和參數，只提供一張圖紙。而在風電系統整個建造鏈條中，他們都要全程參與。這樣一來，國外公司能掌握從設計到建造整個產業鏈的全部數據，而我們卻什么都不掌握。為了讓大國重器真正掌握在自己手中，一定要自主研發”。

破解漂浮式風機穩性難題

漂浮式海上風機結構高聳，輪轂中心高度距海平面有幾十層樓高，葉輪直徑100多米。要讓這樣一個旋轉的巨無霸漂浮在海面上，不被風吹倒，顯然是一件很困難的事情。

林琳告訴記者，過去的海洋結構物如船舶等，一般豎向受力比較多，主要來自海浪，受風的作用面比較小。但風機不同，由于結構高聳，上部面積又很大，因此水平載荷數量級很高。傳統漂浮式結構的穩性定律對它不適用，需要新的計算方式。“風機的穩性是一個難點，我們基本上用了三四個月的時間討論它的穩性問題。”林琳說。

在研發過程中，沒有現成的經驗可以借鑒，也沒有相關文獻資料參考，國際上真實的技術都是保密的，團隊需要一步步自己摸索。“我們通過多次實驗和仿真程序，不斷嘗試，一次次修正參數。”他們最終建立了高聳旋轉機械海洋結構物穩性計算模型，攻克了超長葉片大運動下復雜氣動特性、超大海洋結構物流固耦合變形特性、風浪流耦合動力學特性等多項世界級科學難題，有2項技術被中國可再生能源學會等認定為國際領先。

“當終于把這個問題解決的時候，我們非常激動。”林琳說。在這個過程中，團隊得到了來自中國船舶科學研究中心等國內多所高校和科研院所專家們的大力幫助。“老專家們毫無保留，不計報酬地幫助我們。任何時候給他們打電話，他們都非常熱情地為我們解答。”回憶起來，林琳很感動，大家的目標一致，都是為了讓國家的風電產業快速發展，趕超國際水平。

從科研人員到工程師的角色轉換

林琳雖然之前在高校從事的就是漂浮式平臺的相關研究工作，但是在真正做一個工程項目的時候，遇到很多新的問題，遠遠超出原來做科學研究的范圍。

“我的老師曾經對我說，做科研只要有一次數據是對的，就是成功的，因為理論上它是可行的。但是做工程只要有一次計算錯了，那就是失敗的。做項目以后，我對此深有體會。”林琳說，一個工程項目不僅僅是理論公式，它要在復雜的現實環境中經受各種考驗，要考慮到風、浪、流等因素，并在計算中留出充分余量，如果沒有考慮周全，在之后的運行中可能就會出現問題。

臺風無疑是海上漂浮式風機的巨大挑戰。林琳告訴記者，歐洲海域是沒有臺風的，“水淺波高”+“抗臺風”是我國海域獨有的設計難題。她與團隊集智攻關，設計了50余套概念方案，從性能、強度、疲勞、穩定等方面開展仿真分析，從近千個計算模型中提煉出中淺水域抗臺風設計方法，最終獨創了適合我國海域的多類型異形截面基礎平臺和多材料耦合系泊系統，填補了我國漂浮式風電技術空白。

就在初步設計已經完成、轉入實際生產設計的時候，又發生了意想不到的問題——在實驗中，風機底部的圓形垂蕩板和錨鏈發生摩擦碰撞，雖然只在極端工況下出現過一次輕微碰撞，但是卻存在風險。“設計圖是改還是不改？”團隊經過研判，為了確保萬無一失，還是決定修改設計方案。林琳和同事用兩天時間，連夜優化設計方案，修改了垂蕩板，避免了事故隱患。

在項目的施工建設過程中，林琳在各個角色間轉換：既是研發人員，也是工程師、招投標人員……要負責工程進度的方方面面。之前沒有接觸過工程，有很多知識盲點，那段時間，她每天都在吸收各種新內容，在干中學。在招投標階段，她通過認真研究招投標方案，對工程有了較為全面的了解。她跟著工程概預算人員去各地調研，在施工現場跟監理、施工師傅交流，“每一次會議，每一次跟技術人員、施工師傅們的交流，都是學習的過程”。

項目工期緊張，條線繁雜，環環相扣，每一個環節都不能耽誤。林琳和同事們掛圖作戰，爭分奪秒趕進度。讓她印象深刻的是，項目進程中，一個零部件需要的特種球狀鋼缺貨，雖然只是很小的一個產品，但如果不能如期交貨，就會導致整個工程進度晚一個月。情急之下，林琳趕到四川山區的工廠，跟生產部門協調，請他們加急生產，一定確保如期交付。

“三峽引領號”是一個龐然大物，其基礎平臺長80.82米、寬91米。在舟山完成制造后，要用拖輪裝載運輸到廣東茂名廣港碼頭進行安裝，這對運輸工作也是一個挑戰。“當時我們做了很多計算，做了托運的設計方案。9月已經進入了臺風季，長距離的托運，其間會不會遇到臺風？每天都在擔心，那段時間也是我失眠最多的一段時間。”林琳說。海上風電項目需要經常待在船上，林琳本來暈船嚴重，特別是風浪大時，頭暈、嘔吐得厲害。“同事教了我很多偏方，我也試了各種方法，但是都沒什么效果。”她忍受身體不適，堅持工作。

2021年7月13日上午11時28分，隨著最后一根錨鏈的成功固定，“三峽引領號”風電機組成功安裝、落戶陽江，這意味著我國擁有完全自主知識產權的漂浮式海上風電機組及基礎平臺，邁開了深遠海風能資源獲取的步伐。那一刻，林琳在集團公司忙于其他的工作任務，看到同事從現場發來的圖片，她心里激動萬分。

“項目完成后，我們團隊在一起聚了一次，大家抱頭痛哭。那種心情，就像看到自己養育的孩子長大成人，滿是欣喜和激動，至于曾經的困難和辛苦，都已經忘了。”林琳說，“整個過程我覺得都很珍貴，這不僅是一個項目的完成，也是我個人的成長”。

自主研發國產風電設計軟件

隨著“三峽引領號”的研發建設，工業軟件國產化的重要性日益凸顯。從挪威企業購買的軟件，價格昂貴不說，在使用過程中發現，運算結果出現大量失真。林琳說，這是因為我國的海域情況和歐洲不一樣，一些工況在歐洲是沒有的，所以把數據輸入基于歐洲工況的經驗公式，結果就是失真的。

林琳告訴記者，他們曾經和挪威公司協商，開放軟件后臺二次接口，這樣就可以將數據補充進軟件。因為原來在英國工作曾經和這家公司有過接觸，也知道他們曾給英國客戶開放二次接口。但這一次卻遭到對方的拒絕，答復是可以對英國的公司開放后臺，但是中國公司不行。只能把數據提供給他們，由他們來進行調整。因為兩邊有時差，工作時間不同步，這就導致團隊花了很長時間和挪威公司對接，修改數據、調試軟件，效率很低。

“這件事讓我印象很深，觸動也很大。”林琳說，“因為我們的這個項目，他們的軟件得到優化，現在成了全球行業內的第一。中國的工程量是世界第一的，但是我們沒有自己的軟件，我們給國外的軟件公司很多經驗、參數，讓他們的軟件不斷進步優化，但是我們的工程項目卻一直受制于軟件，有的時候還要遷就軟件來進行工程設計。甚至軟件制約了行業的標準和規范，因為相應的標準都在軟件里。因此，軟件已經成為行業‘卡脖子’的關鍵一環”。

這也讓林琳意識到，開發中國自己的風電行業設計軟件迫在眉睫。她在各級會議上表達了想要自主研發軟件的想法，并形成專業的調研報告和參閱文件報送公司領導。“作為青年科研人員，要敢于去挑戰和嘗試，就算失敗了也沒關系，但不能害怕失敗就不去做，那我們的行業就會一直受制于人。”

林琳的提議得到了三峽集團的大力支持。2020年，軟件項目正式立項。團隊成員都很年輕，大多是剛畢業的博士研究生，大家鉚足一股勁，決定要研發出一套適合中國國情的風電行業設計軟件。

當時，“三峽引領號”正在生產建設后期，林琳一邊忙著工程建造，一邊又投入了軟件研發工作。

林琳介紹說，海上風電系統是一個復雜的動力結構，涉及氣動、水動和巖土工程的交叉領域。國內的一些高校和研究院在這些領域都已經有了比較深厚的理論基礎，老師們都把源代碼全部開放，她和團隊在此基礎上，把幾部分耦合成一個動力學方程。

大概兩年的時間，林琳和團隊的小伙伴們每天都在解方程、寫代碼，寫到深夜是家常便飯。“可以說那兩年，我們見過任何一個時間上海的天空。”林琳笑著說。

經過大家共同的艱苦攻關，他們研發出我國首個具有完全自主知識產權的大型海上風電一體化數值仿真設計軟件——Hy pho on S I M。軟件入選第四批能源領域首臺（套）重大技術裝備名單，打破了國外軟件在國內市場的壟斷，為國內海上風電領域的軟件國產化替代提供了強有力的支持。

乘風追夢，向海而行

林琳的海上風電之夢從一個小海島開始。她出生在浙江省舟山市岱山縣，小島被東海包圍，遠離舟山本島，出行要靠乘船。但這個在海邊長大的姑娘卻暈船，因此從小到大除了生病要去醫院，出島的次數屈指可數。

讀書時，林琳原本最喜歡的科目是語文，喜歡讀余秋雨的散文、張愛玲的小說，成績最差的科目是物理。高考時，由于發揮失利，林琳沒有考上自己喜歡的專業，被哈爾濱工程大學船舶與海洋工程系錄取。這個結果看似不盡如人意，卻在冥冥中繼續著她和海洋的緣分。

離開家鄉去上大學，一切都是新鮮的。林琳第一次坐飛機、火車，從溫暖的江南小島來到寒冷的東北。生活上的適應并不困難，最令她不適應的是，這個專業的課程幾乎全部和物理相關，理論力學、材料力學、流體力學、結構力學……讓物理學科薄弱的她一度苦不堪言。

“物理學科好的同學，他們具備一種物理思想，當看到一個物理現象的時候，力如何作用，在腦海中會有過程和畫面，但是我沒有，我的大腦一片空白。”林琳說。

但是，既然學了這個專業，是繞不開物理的。為了攻克短板，林琳用了一個笨辦法。物理課本的上下兩冊，每一課后面都附有題目。她把這些題目一道一道地做，做完一遍再從頭開始。就這樣一直做了十遍之后，她感到“突然明白了物理規律是什么”，再去看課本的時候，原來看不懂的內容也能理解了。到期末考試的時候，林琳的《理論力學》考了滿分，這也是學校近十年來唯一的一個滿分成績。

這個方法不僅讓林琳學好了物理，也讓她意識到，思維上所謂的“短板”或弱項，是完全可以靠后天的努力來提升的。“我把這個方法告訴了很多人，特別是一些覺得自己天生物理不好的人，但是沒有一個人按照我的方法堅持下來，所以這個方法也沒有推廣開，成了我的獨門秘籍。”談起這個小插曲，林琳笑著回憶。

完成本科專業的學習后，林琳考入英國斯特拉斯克萊德大學海洋工程學專業繼續深造。斯特拉斯克萊德大學海洋工程學專業有著悠久歷史和積淀，并且被稱為是“離工程最近的”專業。學院非常注重跟企業的合作。因此，林琳在博士研究生在讀期間就得以跟D N V、勞氏等國際公司開展船舶、石油平臺等漂浮式結構的課題合作。

回憶起在英國留學的成長與收獲，林琳說，導師除了給她學術上的指導，更多的是思維上的啟發。“導師經常教導我，要對這個世界有思考，要對自己的人生有思考，因為這些是支持一個人做事情的根本。”在之后的事業發展和人生方向選擇中，她也一直以此來要求自己——多一些深度思考，去做有意義的事情。

現在，作為項目團隊的帶頭人，林琳也經常對團隊的年輕人說：“要時刻關注世界的發展，保持創新的思維，把新的動態、新的思想帶到團隊中來，大家一起學習。”

“三峽引領號”的投產運行，開啟了我國向深遠海獲取風能資源的步伐。運行至今，它經受住了“暹芭”、“摩羯”等高強度臺風的考驗，彰顯了中國漂浮式風電機組的“硬實力”。繼“三峽引領號”之后，由三峽集團牽頭研發建設的16兆瓦漂浮式海上風電成套系統示范應用工程——“三峽領航號”，日前也已完成一體化組裝。

隨著海上風電領域新質生產力持續培育，深海科技成為新興產業重點發展方向。“我覺得很幸運，我們所做的工作契合了國家發展的戰略方向，這讓我感到很有意義。”林琳說。

談及今后的工作，她表示，漂浮式風機從實現零的突破，到現在已經形成了一定技術規模，之后的第三臺、第四臺，團隊不想做簡單的重復，而是要繼續嘗試將新材料、新技術應用到項目中，進一步降本增效。“我們也在探索，將人工智能等前沿技術融入行業中，為傳統行業帶來顛覆式革新，帶動行業再一次煥發生機，為我國能源轉型貢獻力量。”林琳說。

責任編輯 王碧清