江苏连云港企业破解风力发电机组难题让能源损耗减少50%

3月22日，笔者从连云港市科技局获悉，港城企业国电动力和东南大学联合攻关的高效高可靠风力发电机组关键技术及应用摘得江苏省科学技术奖一等奖。该项目最大特色是通过开展高效率、高可靠风电机组的研究，为实施风电大规模开发利用提供强力支持。

据了解，我国风力发电已成为继火电和水电之后第三大发电方式，风电装机容量连续七年位居世界第一。但与传统火/水电相比，风电成本仍较高，成为替代传统能源的主要瓶颈。风电机组常年工作于风沙、冰雪及盐雾等恶劣环境，极易造成机组运行故障，机组停运直接意味着能量流失。为此，东南大学和国电动力连云港公司研究发现提升风电机组年发电能力是降低风力发电成本的有效途径，必须从提高风电机组自身运行效率和减少机组停运时间两方面入手。市科技局科技成果与区域创新处处长周梦玲表示，该项目是校企合作的典范，其在研发过程中，借助国家自然科学基金重点项目、国家863计划、国家973计划等十余项课题进行联合攻关，围绕发电机精准设计与效率优化、机组可靠运行和带故障发电三大关键问题，开展了基础理论研究与关键技术攻关，取得了重大创新突破。

该项目揭示了激励源、涡流等多要素对发电机损耗的影响规律，建立了电、磁、热多场耦合的发电机/变流器一体化设计理论，发明了风电变流器多桥臂协同调控及低风速相组优化控制技术，实现了风电机组精准设计和高效运行。该项目解决了最大风能跟踪和风电机组疲劳载荷抑制之间的矛盾。其传动链疲劳载荷减小20%以上，单台机组日均故障率降低95%，年发电量增加达5%。此外，该项目还发明了风电机组全电气信号的多类型故障特征提取与诊断技术，实现了风电机组故障隐患的快速识别和准确定位。通过提出最大化利用健康部件的带故障运行方法，有效提高了风电机组故障状态下的持续发电能力。故障状态下机组发电能力损失减少50％。

截至目前，该项目获授权发明专利44件，相关技术成功应用于国电联合动力UP2000-115、UP2000-121和长风新能源MW级发电机等产品，并通过中国船级社测试认证，近二年新增销售34亿余元、利润3.6亿余元。发表SCI论文64篇，ESI高被引论文4篇，8篇主要论文SCI他引262次；编著教材《可再生能源发电技术》并被100多所高校采用。