5MW/3MW海上风电机组关键技术研究与开发

　　时间：2013年10月18日(上午)
　　地点：国展105室
　　主题：北京国际风能暨展览会——风电技术论坛——能力建设与标准检测认证
　　主持人：各位代表，女士们，先生们，我们今天上午分会场时间有点早，参会的人不会太多。
　　首先第一个告由我来给大家回报，我是新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学教授研究人员。我报告的题目是5GW，3GW海上风电机组关键技术研究与开发。
　　首先介绍一下国内外陆上，海上风电机组设计的技术比较分析。
　　到2012年，中国建成的海上风电项目也已经继英国和丹麦之后，成为海上风力发电机组最多的国家。与陆上机组风电相比，海上风电机组的运行环境，风速更高，风切面更小，风向更稳定。如上海东海大桥风电场年平均风速为8.6米每秒，属于IEC的二类等级。
　　海上风电技术载荷和变形的计算，需要根据当地的场站的特性，同时考虑整个海上对机组风电动力特性的影响，由于海床运动和冲刷引起的长期的动力学的特性变化。
　　设计是一个多次反复的过程，这一点在我们海上风电技术开发的时候尤其重要。左边这个图代表的是一个设计流程，这是海上风电机组设计的参数，这块我就跳过去。这是相关的内容。
　　一般来说，海上风电机组设计功率较大，叶片和塔架尺寸加长，目前在中国我们参与的中船重工海装风电公司的叶片直径最大可以达到154米，是目前同类机型中叶片最长的海上风电机组。
　　海上风电机组在设计上，还要考虑海上的各种波浪和海上的海床等等其他因素的影响。
　　所以对比，左边这两个表是设计海上风电和陆上风电的区别，对比这两个表可以看出来，海上风电的机组载荷工况，考虑了海上波浪强度，风向，与波浪联合作为的方向，海流，以及水深等因素，对海上风电机组的影响。
　　下面我向大家介绍一下5GW海上风电机组的情况。首先这个项目是我们国家十一五最后的一个风力发电比较大的一个科技支撑项目。项目的名称就是5GW双馈式变速恒频近海风电机组项目。
　　项目的主持单位是中船重工海装风电设备有限公司。参加单位是华北电力大学，重庆大学。
　　首先我们进行了5GW海上风电机组的概念设计与分析研究，进行了5GW海上风电机组建模方法的研究。研究了组成式叶片，结构设计，研究了利用改进的自适应遗传算法进行了5GW叶片优化设计的基本理论和方法，研究了叶片疲劳载荷的选取原则，并获取了5GW叶片的极限载荷。研究了大型叶片铺层设计的理论方法，提出了复合材料层板理论的碳纤维和玻璃纤维混合叶片设计方法。
　　设计了组合式叶片的梁帽，腹板和蒙皮等各部位的连接接头的结构形式和尺寸，并利用有限元分析软件对接头结构强度进行了校验分析。
对比分析整体叶片和组合式叶片的承载条件下，叶片应变、位移、振动和稳定性变成特性。
　　另外又进行了海上风电机组传动链的技术研究，对国内外不同类型的传动链类型进行了研究，建立了传动链成分分析模型。
　　对轮毂、机舱、地盘、塔架等关键零部件进行了有限元分析计算和结构优化设计，完成了机组功率优化控制算法，以及低电压穿越的建模研究。
这是中船重工在江苏的照片。