5MW/3MW海上風電機組關鍵技術研究與開發

　　時間：2013年10月18日(上午)
　　地點：國展105室
　　主題：北京國際風能暨展覽會——風電技術論壇——能力建設與標準檢測認證
　　主持人：各位代表，女士們，先生們，我們今天上午分會場時間有點早，參會的人不會太多。
　　首先第一個告由我來給大家回報，我是新能源電力系統國家重點實驗室華北電力大學教授研究人員。我報告的題目是5GW，3GW海上風電機組關鍵技術研究與開發。
　　首先介紹一下國內外陸上，海上風電機組設計的技術比較分析。
　　到2012年，中國建成的海上風電項目也已經繼英國和丹麥之后，成為海上風力發電機組最多的國家。與陸上機組風電相比，海上風電機組的運行環境，風速更高，風切面更小，風向更穩定。如上海東海大橋風電場年平均風速為8.6米每秒，屬于IEC的二類等級。
　　海上風電技術載荷和變形的計算，需要根據當地的場站的特性，同時考慮整個海上對機組風電動力特性的影響，由于海床運動和沖刷引起的長期的動力學的特性變化。
　　設計是一個多次反復的過程，這一點在我們海上風電技術開發的時候尤其重要。左邊這個圖代表的是一個設計流程，這是海上風電機組設計的參數，這塊我就跳過去。這是相關的內容。
　　一般來說，海上風電機組設計功率較大，葉片和塔架尺寸加長，目前在中國我們參與的中船重工海裝風電公司的葉片直徑最大可以達到154米，是目前同類機型中葉片最長的海上風電機組。
　　海上風電機組在設計上，還要考慮海上的各種波浪和海上的海床等等其他因素的影響。
　　所以對比，左邊這兩個表是設計海上風電和陸上風電的區別，對比這兩個表可以看出來，海上風電的機組載荷工況，考慮了海上波浪強度，風向，與波浪聯合作為的方向，海流，以及水深等因素，對海上風電機組的影響。
　　下面我向大家介紹一下5GW海上風電機組的情況。首先這個項目是我們國家十一五最后的一個風力發電比較大的一個科技支撐項目。項目的名稱就是5GW雙饋式變速恒頻近海風電機組項目。
　　項目的主持單位是中船重工海裝風電設備有限公司。參加單位是華北電力大學，重慶大學。
　　首先我們進行了5GW海上風電機組的概念設計與分析研究，進行了5GW海上風電機組建模方法的研究。研究了組成式葉片，結構設計，研究了利用改進的自適應遺傳算法進行了5GW葉片優化設計的基本理論和方法，研究了葉片疲勞載荷的選取原則，并獲取了5GW葉片的極限載荷。研究了大型葉片鋪層設計的理論方法，提出了復合材料層板理論的碳纖維和玻璃纖維混合葉片設計方法。
　　設計了組合式葉片的梁帽，腹板和蒙皮等各部位的連接接頭的結構形式和尺寸，并利用有限元分析軟件對接頭結構強度進行了校驗分析。
對比分析整體葉片和組合式葉片的承載條件下，葉片應變、位移、振動和穩定性變成特性。
　　另外又進行了海上風電機組傳動鏈的技術研究，對國內外不同類型的傳動鏈類型進行了研究，建立了傳動鏈成分分析模型。
　　對輪轂、機艙、地盤、塔架等關鍵零部件進行了有限元分析計算和結構優化設計，完成了機組功率優化控制算法，以及低電壓穿越的建模研究。
這是中船重工在江蘇的照片。