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風電科技發展“十二五”規劃的重點任務

(1)基礎研究

1.風能資源基礎理論研究

研究復雜地形下中尺度數值模式的高精度參數化;研究中尺度模式資料的四維同化;研究海上風力資源和臺風的測量和評估;研究利用衛星對地觀測數據進行海上風能資源分析的方法;研究不同海岸線走向和不同地形條件下遠海-近海-海灘-陸地風速的變化機理;研究海上和陸地風速垂直切變和湍流變化的風特性模型和參數確定;研究臺風系統的模式和參數化;研究超大型風電場的風資源特性。

2.風力發電系統基礎理論研究。

研究風力機氣動設計理論,研究風力機氣動與結構、機械、電氣的耦合機理;研究風力發電機組建模、驗證和仿真的理論和方法,研究風力發電系統整體動態數學模型的建立方法。

(2)研發類

1,風力發電機組關鍵技術研發。

研究了10MW風力發電機組的總體設計技術,包括長壽命(20年以上)和高可靠性設計方案、簡單輕量化的新型傳動技術、抗災害性大風的氣動和結構設計技術、耐鹽霧和耐腐蝕材料的工藝設計和機械制造工藝設計技術。

3~5MW永磁直驅風力發電機組產業化技術研究,包括總體設計、永磁電機設計制造、機組設計優化、可靠性設計技術、系統控制技術和裝配技術。

7MW風力發電機組開發及產業化技術研究,包括總體設計技術、載荷確定技術、強度和剛度校核技術、總體動力穩定性計算技術、先進控制技術、機組設計優化技術、可靠性設計技術、總體裝配過程和階段質量控制技術、分體裝配技術。

研究風力發電機組結構緊湊、重量輕等新型傳動形式的設計技術;研究了風力機獨立變槳控制、實時載荷測量與分析、激光雷達測速儀輔助控制等先進控制技術。新型傳動調速技術的研究。

研究總體結構設計技術、安全與先進控制設計優化技術、高性能電氣元件設計技術、新材料工藝設計與應用技術、制造工藝設計技術等。,適合我國耐低溫、防塵、抗災害性大風、防鹽霧、高原地區等環境特點。

研究高性價比中小型風電機組的設計制造和離網運行控制技術,研究中小型風電機組檢測認證技術,制定中小型風電機組相關標準,建立中小型風電機組檢測認證體系。

2.零部件關鍵技術的研發

研究大容量風電機組齒輪箱載荷譜分析技術,研究復雜載荷下齒輪箱結構完整性和優化設計技術,研究齒輪箱齒輪傳動的齒向修形和齒廓修形設計技術,研究齒輪箱箱體設計和密封技術,研究齒輪箱齒輪材料低溫處理技術,研究齒輪箱輕量化設計技術,研究大容量風電機組齒輪箱產業化技術。

研究超長葉片氣動外形、結構、材料和控制壹體化設計技術,葉片氣動控制和柔性結構設計技術,葉片整體裝配工藝和結構鋪層優化設計技術,分段葉片設計制造技術,碳纖維等先進材料在葉片結構設計中的應用技術,風力發電機葉片性能仿真分析技術,超長葉片產業化技術。

研究大容量風力發電機先進高效冷卻技術,研究發電機結構和工藝設計技術,研究發電機電磁方案選擇優化技術,研究發電機防腐設計技術,研究大容量風力發電機輕量化設計技術等。

大容量風電機組變流器及變槳控制系統模塊化設計技術、變流器全數字矢量控制、電磁兼容、中高壓變流器等技術、變槳控制及變速控制技術、失電及系統內外各種故障下的安全順槳技術研究;研究軸承、偏航系統等零部件的設計技術。

3.公共* * *測試系統及測試技術研究

研究風力發電測試系統設計與建設關鍵技術,開發大型風電機組傳動鏈地面測試系統和現場測試風電場,開發葉片、軸承等關鍵部件公共測試系統,研究風電機組在線監測與故障診斷技術,開發大型風電機組在線綜合動態測試、分析、診斷與優化系統,開發風電機組/風電場並網特性測試系統,研究整機、傳動鏈、關鍵部件和並網。

4.先進的風翼族設計和應用技術。

研究了先進的風力發電機葉片翼型設計技術,包括厚翼型設計技術、翼型直接優化設計技術、鈍後緣修改方法和鈍後緣翼型減阻技術。

研究了高精度風力機翼型大攻角仿真技術,包括翼型大攻角流場和氣動特性數值仿真技術、翼型動態失速數值仿真技術和翼型氣動噪聲數值仿真技術,並研究了翼型數值仿真方法的軟件實現技術。

本文研究了風力機翼型大攻角風洞實驗技術,包括壁面幹擾修正技術、氣動特性測試技術、動態失速風洞實驗技術和翼型繞流風洞實驗技術。

研究了大型風力機葉片上的風力機翼型應用技術,包括翼型氣動性能預測技術、二維翼型氣動數據三維效應修正技術、風力機葉片上的翼型優化布局技術、風力機葉片設計工具軟件系統開發技術。

5、大型風電場設計、建設和運營的重點研發。

研究高性能測試設備的設計和開發技術;研究復雜地形下的風能資源分析技術;研究風電場宏觀選址和微觀選址技術;研究符合中國環境條件和風電場特點的風電場設計優化系統軟件開發技術;研究了適用於陸上風電場吊裝和維護的專用設備的設計和開發技術。

研究風電場功率預測技術,研究有功/無功功率控制和調節等風電場最優控制策略技術;研究集成功率預測和有功/無功調節的風電場綜合監控技術;研究風電場解決低電壓穿越的關鍵技術;研究區域多風電場遠程故障診斷系統開發技術;研究風電場的維護策略和優化技術;研究了連接監控系統和遠程診斷的區域風電場資產信息管理系統的開發技術。

研究超大型風電場與電網的相互作用;研究大型風電場對當地氣候和生態環境的影響。

海上風電輸送安裝、輸電、變電和風電場送出技術研究,海上風電場建設方式和技術研究,海上風電場運行維護技術和方法研究,海上風電場防腐、抗破壞性風、絕緣等相關技術研究;研究了多樁式和懸掛式等不同海上風電機組的基礎設計技術。

6.風力發電並網關鍵技術的研究與發展。

研究了大型風電場的出力和運行特性、電壓分層分區控制策略和綜合控制技術、支持電網調頻的風電場主動控制技術、新能源發電和系統穩定控制技術、風電場並網系統備用容量優化配置和輔助決策技術。

研究了風電分布式接入電網的控制技術。

7.儲能和風能直接應用關鍵技術研發。

新型儲能材料研究,大容量、高效率、高可靠性和大型儲能裝置及儲能裝置系統集成技術研究;研究利用風能制氫、海水淡化和高能耗行業的直接應用技術;研究風電、光伏發電、水電等多能源互補發電系統關鍵技術。

(3)綜合演示課

在開展風力發電關鍵技術研發的同時,積極推進壹體化示範工程建設,形成海上風電機組、超大型風電場、多能源互補發電系統、分布式發電系統等標誌性示範工程,驗證海上風電機組設計、基礎設計和建造、海上風電機組運輸和安裝、大型風電場運行和管理、大型可再生能源多能源互補發電系統並網特性、分布式發電系統直接應用技術。

集成演示技術的主要方向如下:

1百萬千瓦以上區域多風電場監控與智能管理。

2.1.5萬千瓦海上和潮間帶風電場,包括單機容量7MW的風力發電機組。

3、風、光、水、儲等多能源互補發電系統。

4.分布式發電直接應用系統。

(4)成果轉化的範疇

聯系“十壹五”規劃成果,結合“十二五”規劃實施,以整機制造為重點,向全行業轉移創新技術成果,改進風電產品制造工藝,提高風電產品性能和可靠性,降低風電開發成本。

成果轉化技術的主要方向如下:

1和7MW風力發電機組及關鍵部件產業化基地。

2、耐低溫、抗沙塵、抗災害性大風、抗鹽霧,適用於高原地區及其他符合我國環境條件的風力發電機組工業基地。

3.將新開發的翼型家族應用於1.5MW及以上的風機葉片。

4.獨立變槳距控制技術在3.0MW及以上主流風電機組上的規模化應用。

(5)公共服務體系

建設國家級風力發電數據庫和信息服務中心、國家級R&D和測試中心,研究風力發電測試技術,建立和完善各種風電標準、測試和認證體系,建設風力發電國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、產業聯盟和產業化基地,提升我國風電產業自主創新能力,推動風電技術進步,提高風電機組效率、性能和可靠性,提升我國風電產業。

1,公共* * *數據庫和信息服務中心建設

研究建立我國不同環境、地形和電網條件下的風電機組運行、故障、翼型、標準、專利等方面的公共數據庫,為我國風電機組的設計和優化提供基礎數據依據;建立風電公司信息服務中心,收集、分析和發布權威信息,促進數據和信息資源共享。

2、標準、檢測和認證體系建設

建立健全符合我國特定環境條件、地形條件和電網條件的風力發電標準體系,建立健全大中型風電產品檢測認證能力,加強檢測認證機構能力建設,統壹規範認證模式,建立健全風電設備認證軟件工具體系,有效推進並嚴格執行風電產品檢測認證工作。

3.技術創新平臺建設

風力發電國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、產業聯盟和產業化基地的建設,可以加快新技術、新設備的設計、開發、驗證、成果轉化和推廣的進程,為風力發電技術進步提供有力支撐。

(6)人員培訓

風力發電是壹項綜合性很強的高新技術,與多門學科交叉,涵蓋氣象、材料、空氣動力學、控制與自動化、電氣、機械、電力電子、檢測與認證等多個專業領域。目前,我國風電人才嚴重短缺,尤其是風機R&D專業人才、高級管理專業人才、制造專業人才、高級技師和風電場運維人員。因此,十二五期間,必須重視和加強風電人才培養和人才隊伍建設,培養從R&D、設計、制造、檢測到標準、檢測認證、質量控制、管理、運維、售後服務等各個方面的人才,為我國風電產業的快速發展提供人才儲備和支撐。

加強風能科技研究和產業化領域人才培養,努力培養和建設壹批專業技能過硬、自主創新能力強、具有國際競爭力和影響力的高水平研究團隊;在高校、科研院所等科研教育單位開設風能相關專業,加強學科建設,培養不同層次的專業人才;建立青年人才培養計劃,加強人才梯隊建設,加大海外人才和智力資源引進力度;建立健全人才培養和引進的優惠政策、評價體系和激勵機制,穩定人才隊伍;積極鼓勵和推薦中國科學家參與國際研究計劃和在國際組織中工作,以提高其國際影響力。

1.加快培育和建設壹批高水平研究團隊。

依托風能領域重大科研項目、重點學科和研究基地以及國際學術交流合作項目,加大風電學科或學術帶頭人培養力度,積極推進創新團隊建設,培育壹批專業技能過硬、自主創新能力強、具有國際競爭力和影響力的高水平研究團隊;進壹步完善培養選拔高級專家制度,培養造就壹批中青年高級專家,提高風電自主研發和創新能力。

2.充分發揮學科建設在人才隊伍培養中的作用。

加強風電科技創新與人才培養的有機結合,鼓勵科研院所和高等院校培養研究型人才;支持研究生參與科研項目,鼓勵本科生投入科研;高等學校要適時合理設置風能學科及相關專業,開展風能資源評估、空氣動力學、機械制造、電力電子、電網連接等方面的理論和實驗研究。,把基礎研究和人才培養結合起來。加強職業教育、繼續教育和培訓,培養適應風電產業發展需要的各類實用技術人才。

3.支持企業培養和吸引科技人才。

鼓勵風電企業聘請高層次科技人才,培養優秀科技人才,並給予政策支持;鼓勵和引導科研院所、高等院校的科技人員進入市場創新創業;鼓勵企業與高校、科研院所合作培養技術人才;鼓勵企業通過多種方式和渠道培養不同層次的R&D和工程技術人才;支持企業吸引和招聘海外科學家和工程師。

4.加大高層次人才引進力度。

制定並實施吸引風能領域海外人才回國工作和服務的計劃,重點吸引高層次人才和緊缺人才;加大高層次留學人員回國資助力度;加大高層次創新人才公開招聘力度;完善留學人員服務國家的政策措施;實施有吸引力的政策措施,吸引海外高層次優秀科技人才和團隊來華工作。

㈦國際科學和技術合作

“十二五”期間,將風能開發利用國際合作內容納入國家科技計劃,納入雙邊或多邊政府間科技合作協議框架,鼓勵與風能領域主要國家、國際組織和知名研究機構建立長期合作關系。

1,基礎科學合作

結合我國風電發展對基礎科學研究的迫切需求,圍繞風能資源測量與評價、風力發電系統工程等研究領域的基礎科學問題,與國外科研機構開展有針對性的合作研究,提升我國風電基礎科學領域的研究能力。

2、適應中國環境特點和地形條件的技術開發合作領域。

結合我國特定的環境、地形和電網條件,圍繞風電機組及關鍵部件的設計制造、風電場的設計和運行、風電並網和非並網的分步接入、風電系統軟件等技術開發領域的關鍵問題,深化和拓展與國外國際組織、科研機構和企業的技術合作,開展有針對性的聯合開發或合作研究,開發適合我國實際情況的風電技術和產品。

3.工業公共服務體系和能力建設領域的合作

圍繞風電檢測體系設計建設、風電關鍵檢測技術研究、公共數據庫信息服務中心建設等能力建設領域的標準、檢測認證體系、人才培養體系、政策、環境、安全研究等關鍵問題,與歐美等風電發達國家開展有針對性的合作研究和交流,借鑒國際先進經驗逐步建立、完善和提高。

4、積極參與國際組織、國際研究計劃和國際標準。

緊緊圍繞國內需求、重點任務等相關要求,積極參與風能領域的國際組織和國際研究計劃,積極參與國際標準的研究和制定;及時啟動由中國牽頭的新的國際研究計劃,鼓勵在中國風能領域建立國際性或區域性科技組織;鼓勵中國科學家和研究人員在國際組織和國際研究計劃中工作或承擔重要研究和管理工作,提高中國研究人員和科技成果的國際影響力。