风电科技发展“十二五”规划的重点任务
1.风能资源基础理论研究
研究复杂地形下中尺度数值模式的高精度参数化;研究中尺度模式资料的四维同化;研究海上风力资源和台风的测量和评估;研究利用卫星对地观测数据进行海上风能资源分析的方法;研究不同海岸线走向和不同地形条件下远海-近海-海滩-陆地风速的变化机理;研究海上和陆地风速垂直切变和湍流变化的风特性模型和参数确定;研究台风系统的模式和参数化;研究超大型风电场的风资源特性。
2.风力发电系统基础理论研究。
研究风力机气动设计理论,研究风力机气动与结构、机械、电气的耦合机理;研究风力发电机组建模、验证和仿真的理论和方法,研究风力发电系统整体动态数学模型的建立方法。
(2)研发类
1,风力发电机组关键技术研发。
研究了10MW风力发电机组的总体设计技术,包括长寿命(20年以上)和高可靠性设计方案、简单轻量化的新型传动技术、抗灾害性大风的气动和结构设计技术、耐盐雾和耐腐蚀材料的工艺设计和机械制造工艺设计技术。
3~5MW永磁直驱风力发电机组产业化技术研究,包括总体设计、永磁电机设计制造、机组设计优化、可靠性设计技术、系统控制技术和装配技术。
7MW风力发电机组开发及产业化技术研究,包括总体设计技术、载荷确定技术、强度和刚度校核技术、总体动力稳定性计算技术、先进控制技术、机组设计优化技术、可靠性设计技术、总体装配过程和阶段质量控制技术、分体装配技术。
研究风力发电机组结构紧凑、重量轻等新型传动形式的设计技术;研究了风力机独立变桨控制、实时载荷测量与分析、激光雷达测速仪辅助控制等先进控制技术。新型传动调速技术的研究。
研究总体结构设计技术、安全与先进控制设计优化技术、高性能电气元件设计技术、新材料工艺设计与应用技术、制造工艺设计技术等。,适合我国耐低温、防尘、抗灾害性大风、防盐雾、高原地区等环境特点。
研究高性价比中小型风电机组的设计制造和离网运行控制技术,研究中小型风电机组检测认证技术,制定中小型风电机组相关标准,建立中小型风电机组检测认证体系。
2.零部件关键技术的研发
研究大容量风电机组齿轮箱载荷谱分析技术,研究复杂载荷下齿轮箱结构完整性和优化设计技术,研究齿轮箱齿轮传动的齿向修形和齿廓修形设计技术,研究齿轮箱箱体设计和密封技术,研究齿轮箱齿轮材料低温处理技术,研究齿轮箱轻量化设计技术,研究大容量风电机组齿轮箱产业化技术。
研究超长叶片气动外形、结构、材料和控制一体化设计技术,叶片气动控制和柔性结构设计技术,叶片整体装配工艺和结构铺层优化设计技术,分段叶片设计制造技术,碳纤维等先进材料在叶片结构设计中的应用技术,风力发电机叶片性能仿真分析技术,超长叶片产业化技术。
研究大容量风力发电机先进高效冷却技术,研究发电机结构和工艺设计技术,研究发电机电磁方案选择优化技术,研究发电机防腐设计技术,研究大容量风力发电机轻量化设计技术等。
大容量风电机组变流器及变桨控制系统模块化设计技术、变流器全数字矢量控制、电磁兼容、中高压变流器等技术、变桨控制及变速控制技术、失电及系统内外各种故障下的安全顺桨技术研究;研究轴承、偏航系统等零部件的设计技术。
3.公共* * *测试系统及测试技术研究
研究风力发电测试系统设计与建设关键技术,开发大型风电机组传动链地面测试系统和现场测试风电场,开发叶片、轴承等关键部件公共测试系统,研究风电机组在线监测与故障诊断技术,开发大型风电机组在线综合动态测试、分析、诊断与优化系统,开发风电机组/风电场并网特性测试系统,研究整机、传动链、关键部件和并网。
4.先进的风翼族设计和应用技术。
研究了先进的风力发电机叶片翼型设计技术,包括厚翼型设计技术、翼型直接优化设计技术、钝后缘修改方法和钝后缘翼型减阻技术。
研究了高精度风力机翼型大攻角仿真技术,包括翼型大攻角流场和气动特性数值仿真技术、翼型动态失速数值仿真技术和翼型气动噪声数值仿真技术,并研究了翼型数值仿真方法的软件实现技术。
本文研究了风力机翼型大攻角风洞实验技术,包括壁面干扰修正技术、气动特性测试技术、动态失速风洞实验技术和翼型绕流风洞实验技术。
研究了大型风力机叶片上的风力机翼型应用技术,包括翼型气动性能预测技术、二维翼型气动数据三维效应修正技术、风力机叶片上的翼型优化布局技术、风力机叶片设计工具软件系统开发技术。
5、大型风电场设计、建设和运营的重点研发。
研究高性能测试设备的设计和开发技术;研究复杂地形下的风能资源分析技术;研究风电场宏观选址和微观选址技术;研究符合中国环境条件和风电场特点的风电场设计优化系统软件开发技术;研究了适用于陆上风电场吊装和维护的专用设备的设计和开发技术。
研究风电场功率预测技术,研究有功/无功功率控制和调节等风电场最优控制策略技术;研究集成功率预测和有功/无功调节的风电场综合监控技术;研究风电场解决低电压穿越的关键技术;研究区域多风电场远程故障诊断系统开发技术;研究风电场的维护策略和优化技术;研究了连接监控系统和远程诊断的区域风电场资产信息管理系统的开发技术。
研究超大型风电场与电网的相互作用;研究大型风电场对当地气候和生态环境的影响。
海上风电输送安装、输电、变电和风电场送出技术研究,海上风电场建设方式和技术研究,海上风电场运行维护技术和方法研究,海上风电场防腐、抗破坏性风、绝缘等相关技术研究;研究了多桩式和悬挂式等不同海上风电机组的基础设计技术。
6.风力发电并网关键技术的研究与发展。
研究了大型风电场的出力和运行特性、电压分层分区控制策略和综合控制技术、支持电网调频的风电场主动控制技术、新能源发电和系统稳定控制技术、风电场并网系统备用容量优化配置和辅助决策技术。
研究了风电分布式接入电网的控制技术。
7.储能和风能直接应用关键技术研发。
新型储能材料研究,大容量、高效率、高可靠性和大型储能装置及储能装置系统集成技术研究;研究利用风能制氢、海水淡化和高能耗行业的直接应用技术;研究风电、光伏发电、水电等多能源互补发电系统关键技术。
(3)综合演示课
在开展风力发电关键技术研发的同时,积极推进一体化示范工程建设,形成海上风电机组、超大型风电场、多能源互补发电系统、分布式发电系统等标志性示范工程,验证海上风电机组设计、基础设计和建造、海上风电机组运输和安装、大型风电场运行和管理、大型可再生能源多能源互补发电系统并网特性、分布式发电系统直接应用技术。
集成演示技术的主要方向如下:
1百万千瓦以上区域多风电场监控与智能管理。
2.1.5万千瓦海上和潮间带风电场,包括单机容量7MW的风力发电机组。
3、风、光、水、储等多能源互补发电系统。
4.分布式发电直接应用系统。
(4)成果转化的范畴
联系“十一五”规划成果,结合“十二五”规划实施,以整机制造为重点,向全行业转移创新技术成果,改进风电产品制造工艺,提高风电产品性能和可靠性,降低风电开发成本。
成果转化技术的主要方向如下:
1和7MW风力发电机组及关键部件产业化基地。
2、耐低温、抗沙尘、抗灾害性大风、抗盐雾,适用于高原地区及其他符合我国环境条件的风力发电机组工业基地。
3.将新开发的翼型家族应用于1.5MW及以上的风机叶片。
4.独立变桨距控制技术在3.0MW及以上主流风电机组上的规模化应用。
(5)公共服务体系
建设国家级风力发电数据库和信息服务中心、国家级R&D和测试中心,研究风力发电测试技术,建立和完善各种风电标准、测试和认证体系,建设风力发电国家重点实验室、国家工程技术研究中心、产业联盟和产业化基地,提升我国风电产业自主创新能力,推动风电技术进步,提高风电机组效率、性能和可靠性,提升我国风电产业。
1,公共* * *数据库和信息服务中心建设
研究建立我国不同环境、地形和电网条件下的风电机组运行、故障、翼型、标准、专利等方面的公共数据库,为我国风电机组的设计和优化提供基础数据依据;建立风电公司信息服务中心,收集、分析和发布权威信息,促进数据和信息资源共享。
2、标准、检测和认证体系建设
建立健全符合我国特定环境条件、地形条件和电网条件的风力发电标准体系,建立健全大中型风电产品检测认证能力,加强检测认证机构能力建设,统一规范认证模式,建立健全风电设备认证软件工具体系,有效推进并严格执行风电产品检测认证工作。
3.技术创新平台建设
风力发电国家重点实验室、国家工程技术研究中心、产业联盟和产业化基地的建设,可以加快新技术、新设备的设计、开发、验证、成果转化和推广的进程,为风力发电技术进步提供有力支撑。
(6)人员培训
风力发电是一项综合性很强的高新技术,与多门学科交叉,涵盖气象、材料、空气动力学、控制与自动化、电气、机械、电力电子、检测与认证等多个专业领域。目前,我国风电人才严重短缺,尤其是风机R&D专业人才、高级管理专业人才、制造专业人才、高级技师和风电场运维人员。因此,十二五期间,必须重视和加强风电人才培养和人才队伍建设,培养从R&D、设计、制造、检测到标准、检测认证、质量控制、管理、运维、售后服务等各个方面的人才,为我国风电产业的快速发展提供人才储备和支撑。
加强风能科技研究和产业化领域人才培养,努力培养和建设一批专业技能过硬、自主创新能力强、具有国际竞争力和影响力的高水平研究团队;在高校、科研院所等科研教育单位开设风能相关专业,加强学科建设,培养不同层次的专业人才;建立青年人才培养计划,加强人才梯队建设,加大海外人才和智力资源引进力度;建立健全人才培养和引进的优惠政策、评价体系和激励机制,稳定人才队伍;积极鼓励和推荐中国科学家参与国际研究计划和在国际组织中工作,以提高其国际影响力。
1.加快培育和建设一批高水平研究团队。
依托风能领域重大科研项目、重点学科和研究基地以及国际学术交流合作项目,加大风电学科或学术带头人培养力度,积极推进创新团队建设,培育一批专业技能过硬、自主创新能力强、具有国际竞争力和影响力的高水平研究团队;进一步完善培养选拔高级专家制度,培养造就一批中青年高级专家,提高风电自主研发和创新能力。
2.充分发挥学科建设在人才队伍培养中的作用。
加强风电科技创新与人才培养的有机结合,鼓励科研院所和高等院校培养研究型人才;支持研究生参与科研项目,鼓励本科生投入科研;高等学校要适时合理设置风能学科及相关专业,开展风能资源评估、空气动力学、机械制造、电力电子、电网连接等方面的理论和实验研究。,把基础研究和人才培养结合起来。加强职业教育、继续教育和培训,培养适应风电产业发展需要的各类实用技术人才。
3.支持企业培养和吸引科技人才。
鼓励风电企业聘请高层次科技人才,培养优秀科技人才,并给予政策支持;鼓励和引导科研院所、高等院校的科技人员进入市场创新创业;鼓励企业与高校、科研院所合作培养技术人才;鼓励企业通过多种方式和渠道培养不同层次的R&D和工程技术人才;支持企业吸引和招聘海外科学家和工程师。
4.加大高层次人才引进力度。
制定并实施吸引风能领域海外人才回国工作和服务的计划,重点吸引高层次人才和紧缺人才;加大高层次留学人员回国资助力度;加大高层次创新人才公开招聘力度;完善留学人员服务国家的政策措施;实施有吸引力的政策措施,吸引海外高层次优秀科技人才和团队来华工作。
㈦国际科学和技术合作
“十二五”期间,将风能开发利用国际合作内容纳入国家科技计划,纳入双边或多边政府间科技合作协议框架,鼓励与风能领域主要国家、国际组织和知名研究机构建立长期合作关系。
1,基础科学合作
结合我国风电发展对基础科学研究的迫切需求,围绕风能资源测量与评价、风力发电系统工程等研究领域的基础科学问题,与国外科研机构开展有针对性的合作研究,提升我国风电基础科学领域的研究能力。
2、适应中国环境特点和地形条件的技术开发合作领域。
结合我国特定的环境、地形和电网条件,围绕风电机组及关键部件的设计制造、风电场的设计和运行、风电并网和非并网的分步接入、风电系统软件等技术开发领域的关键问题,深化和拓展与国外国际组织、科研机构和企业的技术合作,开展有针对性的联合开发或合作研究,开发适合我国实际情况的风电技术和产品。
3.工业公共服务体系和能力建设领域的合作
围绕风电检测体系设计建设、风电关键检测技术研究、公共数据库信息服务中心建设等能力建设领域的标准、检测认证体系、人才培养体系、政策、环境、安全研究等关键问题,与欧美等风电发达国家开展有针对性的合作研究和交流,借鉴国际先进经验逐步建立、完善和提高。
4、积极参与国际组织、国际研究计划和国际标准。
紧紧围绕国内需求、重点任务等相关要求,积极参与风能领域的国际组织和国际研究计划,积极参与国际标准的研究和制定;及时启动由中国牵头的新的国际研究计划,鼓励在中国风能领域建立国际性或区域性科技组织;鼓励中国科学家和研究人员在国际组织和国际研究计划中工作或承担重要研究和管理工作,提高中国研究人员和科技成果的国际影响力。