研究进展

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研究进展

风电装备与电能变换协同创新中心重大任务


作者:综合办     发布时间:2014/07/15 18:28:32     点击次数:

中心围绕风电行业和企业重大需求,以风电装备关键零部件设计制造、电能变换关键技术与关键产品、风力发电系统控制技术、风电装备测试与故障诊断技术、海上风力发电技术等为主要研究内容,开展协同创新。

1)风电装备关键零部件设计制造

主要开展大功率永磁直驱风电机组的设计制造、风电装备关键零部件研制与优化、风机制造安装技术等方面的研发。任务如下:

①掌握多兆瓦级电励磁风力发电机和直驱式永磁同步风力发电机电磁设计、结构优化和制造工艺等整套核心理论技术和制造关键技术。

②攻克塔筒联接螺栓等紧固件持久强度、疲劳强度低的问题,提出改善持久强度和疲劳强度的具体设计及加工方案。

③解决风机外壳涂覆层与钢铁基体结合强度及寿命低的问题,攻克低速、重载、增速齿轮传动装置加工与热处理关键技术,完成风机关键零部件标准化、系列化的制造技术与工艺。

④提出针对多兆瓦级风力机组的自然空冷、机组强迫内通风循环冷却和智能防潮装置相结合的新型通风冷却新技术。

2)电能变换关键技术与关键产品研发

主要开展多逆变器并联运行关键技术、基于变流器的分布式能源“即插即用”关键技术和微电网控制策略与功率流管理等研究工作。任务如下:

①掌握全桥移相高频逆变软开关技术,研制出100kW级并网用逆变器样机,建立微电网及分布式电源变流器的统一接口和信息交互模型。

②研制分布式电网用新型全数字智能双向DC-DC电能变换器,转换效率达96%以上。

③开发多逆变器PWM脉冲同步的主从控制器通信模块和多逆变器并联运行拓扑,设计支持分布式电源变流器“即插即用”的通信网络系统。

④研制出并联及同步逆变器样机,攻克微电网功率流动态调度关键技术,初步实现工程应用示范。

3)大型风电机组整机控制、风电场运行与优化及并网关键技术的研究

主要开展大型风电机组整机控制关键技术、风电场运行控制与能源优化关键技术和风电并网运行关键技术等方面的研究工作。任务如下:

①结合机型设计参数,攻克风电机组的自适应切入控制和高风速条件下的超额定运行控制技术,掌握机组现场环境适应性控制技术,实现不同风况下集中优化协调策略和风电场的尾流最优化。

②攻克直驱型风电机组功率流优化控制,掌握以独立变桨技术为基础的智能载荷优化控制理论与技术,实现风电机组群的风况自适应控制。

③开展风电机组并网运行特性模型及单台风电机组数据快速采集与实时控制系统研究,掌握风电机组低电压穿越及抗三相电压不平衡技术,实现风电机组智能控制运行系统可在5万千万级风电场示范连续时间≥90天,发电量比同类型风电场至少提高5%。

4)风电装备测试与故障诊断关键技术

主要开展风力发电机自动化测试系统研制、基于多传感器的状态监测与故障诊断技术研究和风电场远程监控系统研制等方面的研究工作。任务如下:

①发展电机承受低电压穿越能力的测试方法及风电场现场测试技术,解决发电机永磁体材料的磁稳定性测试和低压电机绝缘结构寿命快速试验方法,掌握直驱/半直驱、双馈风力发电机寿命可靠性测试方法、满功率试验方法。

②制定风电机组绝缘与环境性能测试方法和检测标准体系,发展风电机组系统和部件的智能故障诊断理论与技术,掌握基于状态的风电机组系统和部件损坏预测方法和优化检修维护策略。

③提出基于统计分析的风电场故障规律建模和分析方法,建立大型风电场故障和维护数据库系统,开发大型风电场智能化运行维护系统平台,在5万千万级风电场示范连续时间≥90天,运行时数同比提高5%,故障预测准确率≥90%。

5)海上风力发电关键技术与产品的研发

主要开展我国海上风电场风资源情况及微观选址技术研究、海上风力发电机组塔筒及基础设计技术研究、海上风电设备可靠性分析及部件备份技术等方面的研究工作。任务如下:

①掌握台风来临时流场突变特性及规律,建立基于多体动力学的海上风力发电机组模型,完善台风条件下海上风力发电机组暴风应对策略,形成针对台风条件下海上风力发电机组设计的基础理论,解决中国及西北太平洋沿岸地区所特有的台风型风力发电机组设计的关键核心技术,形成该领域的企业及行业标准;

②建立可用于海上风力发电机组可靠性设计的故障分析模型和可靠性增长与评定模型,掌握针对海上风力发电机组的可靠性分析理论和方法,提出并制定模拟沿海与海洋上气候环境条件的适用于海上风力发电机绝缘的盐雾试验方法。

③提出基于钢筋混凝结构的局部浮力基础概念,攻克局部浮力基础条件下风力发电机组整机系统设计及优化,掌握局部浮力基础工程施工和安装方法,实现我国30米水深以内海上风电场的建设。

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