1.大型風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備。 重點(diǎn) 10MW 級(jí)及以上風(fēng)電機(jī)組， 以及100 米級(jí)及以上風(fēng)電葉片、 10MW 級(jí)及以上風(fēng)電機(jī)組變流器和高可靠、 低成本大容量超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
大型風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新路線圖
大型風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新
一、戰(zhàn)略方向
1.大型風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備。 重點(diǎn) 10MW 級(jí)及以上風(fēng)電機(jī)組， 以及100 米級(jí)及以上風(fēng)電葉片、 10MW 級(jí)及以上風(fēng)電機(jī)組變流器和高可靠、 低成本大容量超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
2.遠(yuǎn)海大型風(fēng)電系統(tǒng)建設(shè)。 重點(diǎn)在遠(yuǎn)海大型風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)、適用于深水區(qū)的大容量風(fēng)電機(jī)組漂浮式基礎(chǔ)、 遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)輸電， 以及海上風(fēng)力發(fā)電運(yùn)輸、 施工、 運(yùn)維成套設(shè)備等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
3.基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的風(fēng)電場(chǎng)集群運(yùn)控并網(wǎng)系統(tǒng)。 重點(diǎn)在典型風(fēng)資源特性研究與評(píng)估、 基于大數(shù)據(jù)大型海上風(fēng)電基地群控、 風(fēng)電場(chǎng)群優(yōu)化協(xié)調(diào)控制和智能化運(yùn)維、 海上風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及智能診斷技術(shù)裝備等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
4.廢棄風(fēng)電設(shè)備無(wú)害化處理與循環(huán)利用。 重點(diǎn)在風(fēng)電設(shè)備無(wú)害化回收處理、 風(fēng)電磁體和葉片的無(wú)害化回收處理等方面開(kāi)展研發(fā)與攻關(guān)。
二、創(chuàng)新目標(biāo)
1.2020 年目標(biāo)。 形成 200~300 米高空風(fēng)力發(fā)電成套技術(shù)。 掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 10MW 級(jí)以下大型風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)， 形成國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力； 突破近海風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)和建設(shè)成套關(guān)鍵技術(shù)， 形成海上風(fēng)電工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 掌握復(fù)雜條件下的風(fēng)資源特性及各區(qū)域風(fēng)電資源時(shí)空互補(bǔ)性， 評(píng)估風(fēng)資源可獲得性， 進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化布局； 建立風(fēng)電場(chǎng)群控制與運(yùn)維體系， 支撐區(qū)域風(fēng)電規(guī)模并網(wǎng)。
2.2030 年目標(biāo)。200~300米高空風(fēng)力發(fā)電獲得實(shí)際應(yīng)用并推廣。突破 10MW 級(jí)及以上大型風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)，建立符合海況的遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)維規(guī)范； 掌握風(fēng)電場(chǎng)集群的多效利用、 風(fēng)電場(chǎng)群發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù)； 掌握廢棄風(fēng)電機(jī)組材料的無(wú)害化處理與循環(huán)利用技術(shù)， 支撐風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展；成為風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)國(guó)。
3.2050 年展望。 突破 30MW 級(jí)超大型風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)， 掌握不同海域規(guī)模化風(fēng)電開(kāi)發(fā)成套技術(shù)與裝備， 形成完整的風(fēng)能利用自主創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)體系， 風(fēng)能成為我國(guó)主要能源之一。
三、創(chuàng)新行動(dòng)
1.100 米級(jí)及以上葉片設(shè)計(jì)制造技術(shù)。 研究 100 米級(jí)及以上葉片三維設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)體系、 葉片載荷與破壞機(jī)理和優(yōu)化校核方法， 以及基于高效葉片氣彈、 輕量化結(jié)構(gòu)、 和新材料技術(shù)相結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)技術(shù)； 研究 100 米級(jí)及以上葉片結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)、葉片碳-玻材料混雜及鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)； 研制 100 米級(jí)及以上大型海上風(fēng)電機(jī)組葉片， 研究大型葉片測(cè)試技術(shù)， 推動(dòng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列化風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)化。
2.大功率陸上風(fēng)電機(jī)組及部件設(shè)計(jì)與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)。 研究大功率風(fēng)電機(jī)組整機(jī)一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)及輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)；開(kāi)展大功率機(jī)組葉片、 載荷與先進(jìn)傳感控制集成一體化降載優(yōu)化技術(shù)， 大功率風(fēng)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)智能診斷、 故障自恢復(fù)免維護(hù)技術(shù)， 以及大功率陸上風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件綠色制造技術(shù)研發(fā)。
3.陸上不同類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行優(yōu)化及運(yùn)維技術(shù)。 研究風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)綜合智能化傳感技術(shù)、 風(fēng)電大數(shù)據(jù)收集及分析技術(shù)； 研究復(fù)雜地形、 特殊環(huán)境條件下風(fēng)電場(chǎng)與大型并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及基于大數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)； 研究基于物聯(lián)網(wǎng)、 云計(jì)算和大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的陸上不同類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)智能化運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)， 以及適合接入配電網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制、 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和電網(wǎng)適應(yīng)性等關(guān)鍵技術(shù)。
4.典型風(fēng)資源特性與風(fēng)能吸收方法研究及資源評(píng)估。 研究陸上和海上復(fù)雜條件影響下的風(fēng)特性并揭示脈動(dòng)特性， 研究邊界層風(fēng)垂直變化并分析不同海域的熱力穩(wěn)定度。 根據(jù)海上典型風(fēng)資源特征，探明多尺度葉片流場(chǎng)復(fù)雜特性和描述方法， 獲得不同尺度流場(chǎng)特征參數(shù)相互耦合的物理機(jī)制， 開(kāi)展適合我國(guó)風(fēng)資源特性的高性能大型風(fēng)電機(jī)組的專(zhuān)用翼型族研究。 普查陸上和海上典型風(fēng)資源并分析數(shù)據(jù)， 建立風(fēng)資源評(píng)估數(shù)值模型， 開(kāi)發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)資源評(píng)估系統(tǒng)。
5.10MW 級(jí)及以上海上風(fēng)電機(jī)組及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)。 研究適合我國(guó)海況和海上風(fēng)資源特點(diǎn)的風(fēng)電機(jī)組精確化建模和仿真計(jì)算技術(shù)； 研究 10MW 級(jí)及以上海上風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，包括風(fēng)電機(jī)組、 塔架、 基礎(chǔ)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)， 以及考慮極限載荷、疲勞載荷、 整機(jī)可靠性的設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)； 研究高可靠性傳動(dòng)鏈及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)、 制造、 測(cè)試技術(shù)， 以及大功率風(fēng)電機(jī)組冷卻技術(shù)。研制自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 10MW 級(jí)及以上海上風(fēng)電機(jī)組及其軸承和發(fā)電機(jī)等關(guān)鍵部件。
6.10MW 級(jí)及以上海上風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)與變流器關(guān)鍵技術(shù)。研究海上風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)、 波浪、 洋流耦合下的運(yùn)行特性； 研究風(fēng)電機(jī)組智能化控制技術(shù)、 極端工況（ 覆冰、 臺(tái)風(fēng)） 下的載荷安全控制技術(shù)。 研究風(fēng)電機(jī)組變流器和變槳距控制系統(tǒng)等的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)， 以及中高壓變流技術(shù)、 新型變流器冷卻技術(shù)； 研制大型海上風(fēng)電機(jī)組智能型整機(jī)控制系統(tǒng)、 變流器及變槳距控制裝備， 并推廣應(yīng)用。
7.遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)。 研究海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)選址技術(shù)，提出適合我國(guó)遠(yuǎn)海深水區(qū)風(fēng)資源條件的風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化布置方法。 開(kāi)展極端海洋環(huán)境荷載作用下海上風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的非線性荷載特性、遠(yuǎn)海深水區(qū)極端海況條件下大容量海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的荷載聯(lián)合作用計(jì)算方法等研究； 開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)海風(fēng)電機(jī)組施工與建造技術(shù)、 遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)、 深水電纜鋪設(shè)及動(dòng)態(tài)跟隨風(fēng)電機(jī)組的柔性連接技術(shù)、 風(fēng)能與海洋能綜合一體化互補(bǔ)利用技術(shù)與裝備。
8.大型海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)。 研究提出適用于我國(guó)遠(yuǎn)海深水區(qū)大容量風(fēng)電機(jī)組的海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。 探索遠(yuǎn)海深水區(qū)大容量海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的疲勞發(fā)生機(jī)理與控制方法， 開(kāi)展極端海洋環(huán)境荷載作用下的失效模式與分析方法研究， 提出其反應(yīng)控制策略與防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策。 研究大容量風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制造技術(shù)， 研制遠(yuǎn)海海洋環(huán)境荷載特點(diǎn)下滿(mǎn)足施工與制造要求的新型漂浮式基礎(chǔ)。
9.大型海上風(fēng)電基地群控技術(shù)。 建立包含海上風(fēng)電場(chǎng)群運(yùn)行數(shù)據(jù)、 實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)以及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)， 研發(fā)基于大數(shù)據(jù)的海上大型風(fēng)電基地運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)、 風(fēng)電場(chǎng)群發(fā)電功率一體化預(yù)測(cè)技術(shù)、 風(fēng)電場(chǎng)群協(xié)同控制優(yōu)化技術(shù)、 風(fēng)電場(chǎng)及場(chǎng)群真實(shí)能效評(píng)估和優(yōu)化策略。 研究海上風(fēng)電場(chǎng)群電能的多效利用技術(shù)， 研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的功率和容量選取以及混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題。
10.海上風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與運(yùn)維技術(shù)。 分析影響海上風(fēng)電場(chǎng)群運(yùn)維安全及成本的因素， 研究海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維技術(shù)，開(kāi)發(fā)基于壽命評(píng)估的動(dòng)態(tài)智能運(yùn)維管理系統(tǒng)； 研發(fā)海上風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行維護(hù)專(zhuān)用檢測(cè)和作業(yè)裝備及健康模型與狀況評(píng)估、 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、 剩余壽命預(yù)測(cè)和運(yùn)維決策支持等技術(shù)。 研究海上機(jī)組的新型狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝備技術(shù)及智能故障預(yù)估的維護(hù)技術(shù)、 關(guān)鍵部件遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控與智能診斷技術(shù)。
11.風(fēng)電設(shè)備無(wú)害化回收處理技術(shù)。 研究葉片無(wú)害化回收處理技術(shù)， 研究適合葉片性能要求和大尺度幾何結(jié)構(gòu)的易回收或降解的樹(shù)脂體系及其成型技術(shù)； 研發(fā)不同類(lèi)型風(fēng)電葉片組成材料的高效分離回收技術(shù)及裝備， 以及不可回收材料無(wú)害化處理技術(shù)與裝備。 研發(fā)不同類(lèi)型風(fēng)電磁體回收與無(wú)害化處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備； 研究不同組成材料的永磁體高效清潔分類(lèi)回收技術(shù)與永磁材料再利用技術(shù)，并研制回收處理設(shè)備。
