國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心簡介

國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心（以下簡稱“工程中心”）于2009年由國家科技部批準成立，依托于中國船舶集團海裝風電股份有限公司，系海上風電裝備技術研究、系統(tǒng)設計、集成制造及其海上風電場工程技術研究的專業(yè)化技術研發(fā)機構。工程中心圍繞以海上風電前沿引領技術和共性關鍵技術研發(fā)與應用為核心，以建設技術創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、信息與技術交流、人才培訓四大功能的海上風電核心基地為目標，打造我國海上風電機組研制、海上風電場建設技術平臺，持續(xù)推動推動我國海上風電技術進步，是研發(fā)資源集聚、組織運行開放、科技成果分享的海上風電技術創(chuàng)新平臺。

為充分發(fā)揮本中心的學科優(yōu)勢和良好的科研條件，培養(yǎng)創(chuàng)新性高層次技術人才，更好的形成海上風電技術領域不斷創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展能力，推動海上風電相關行業(yè)的技術進步，特設立“工程中心開放基金項目”，歡迎國內(nèi)外高等院校、科研機構、企業(yè)研究人員開展合作交流。

 資助研究方向

2022年，本開放基金項目擬在 “深遠海浮式風電系統(tǒng)多物理場耦合風洞實驗研究”、“大型風電機組柔性葉片輕量化設計關鍵技術”、“風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承關鍵技術研究”、“大型風電機組高阻值抗電蝕絕緣軸承研制”、“智能風儲系統(tǒng)電壓源自同步并網(wǎng)穩(wěn)定機理與控制技術”、“海上風電機組智能化溫度監(jiān)測及其邊緣裝置開發(fā)”、“高效波浪能開發(fā)利用的關鍵技術研究”、“海上大型垂直軸風電機組原理論證”、“基于MEMS技術的測風激光雷達技術研究”9個方向開展研究，具體如下：

 方向1：深遠海浮式風電系統(tǒng)多物理場耦合風洞實驗研究

研究內(nèi)容：針對深遠海浮式風電系統(tǒng)多場耦合水池實驗難以全面體現(xiàn)標準風況特征的問題，開展浮式風電系統(tǒng)多物理場耦合風洞實驗研究。具體包括：基于風洞實驗氣動相似的浮式風電系統(tǒng)縮比設計方法；適用于風洞實驗的浮式風電系統(tǒng)多自由度運動平臺設計技術；不同風浪流等效工況組合下浮式風電系統(tǒng)縮比模型動態(tài)響應測試技術；基于風洞在環(huán)測試的浮式風電系統(tǒng)全尺寸數(shù)值模擬技術。
 
      考核指標：形成浮式風電系統(tǒng)風洞實驗方法，研制浮式風電系統(tǒng)風洞實驗多自由度運動平臺1套，運動平臺對水動力響應復現(xiàn)偏差≤5%；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向2：大型風電機組柔性葉片輕量化設計關鍵技術

研究內(nèi)容：針對8MW及以上百米級風電機組葉片的高效設計需求，突破大型柔性葉片氣動彈性設計與協(xié)同優(yōu)化關鍵技術。具體包括：非定常風況下大型柔性風電機組葉片氣動-結構耦合動態(tài)響應模擬技術；大型柔性風電機組葉片氣動彈性穩(wěn)定性分析和顫振預測技術；基于氣彈耦合多目標聯(lián)合優(yōu)化方法的大型柔性風電機組葉片輕量化設計技術研究及工具開發(fā)。

考核指標：開發(fā)大型柔性風電機組葉片氣動、結構與載荷多目標聯(lián)合優(yōu)化軟件1套，實現(xiàn)現(xiàn)役百米級8MW目標葉片設計減重≥5%；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向3：風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承關鍵技術研究

研究內(nèi)容：針對風電機組主軸及齒輪箱對滑動軸承的低成本、高功率密度以及高可靠性設計的重大需求，開展風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承構型、設計、仿真及試驗關鍵技術研究。具體包括：風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承高可靠構型設計技術；滑動軸承瓦面修型技術、低速啟動寬載荷潤滑設計技術；滑動軸承瞬態(tài)熱-彈-流多場耦合機理與數(shù)值仿真技術；滑動軸承風電應用及試驗技術。

考核指標：形成6MW級風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承設計方案；開發(fā)主軸及齒輪箱用滑動軸承瞬態(tài)熱-彈-流多場耦合仿真軟件；完成風電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承試驗技術研究；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向4：大型風電機組高阻值抗電蝕絕緣軸承研制

研究內(nèi)容：開展海上風電絕緣軸承研制，開展可靠性、安全性和穩(wěn)定性論證，形成絕緣軸承設計方案和制造關鍵工藝。開展現(xiàn)有軸承電蝕分析，研究軸承絕緣涂層的表面形貌、微觀結構、孔隙率、表面缺陷等性能，并分析軸承絕緣涂層的工藝與絕緣涂層表面形貌表、微觀結構、孔隙率、表面缺陷和厚度等關聯(lián)規(guī)律；開發(fā)軸承絕緣涂層材料，研究軸承絕緣涂層的表面形貌、微觀結構、孔隙率、表面缺陷等性能，并分析軸承絕緣涂層的工藝與絕緣涂層表面形貌表、微觀結構、孔隙率、表面缺陷、厚度等間的相關作用規(guī)律；開展絕緣軸承的性能分析，研究涂層厚度、顯微硬度、結合強度、抗熱震性等與微觀結構、絕緣特性和抗沖擊性間的內(nèi)在聯(lián)系，并建立耐擊穿電壓、絕緣阻值等在多種濕度和溫度下的關聯(lián)規(guī)律；開展絕緣軸承的設計與優(yōu)化研究，并實施可靠性和穩(wěn)定性評估；開發(fā)8~10MW風力發(fā)電機絕緣軸承并試驗驗證。

考核指標：絕緣軸承滿足耐擊穿電壓≥3000V；絕緣軸承的絕緣阻值（150±2℃）≥500MΩ；絕緣軸承的絕緣阻值（25±2℃）（95±3）%RH≥500MΩ；絕緣軸承的表面硬度≥600HV；絕緣層結合強度≥30MPa；絕緣層最大沖擊力≥6.0J；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向5：智能風儲系統(tǒng)電壓源自同步并網(wǎng)穩(wěn)定機理與控制技術

研究內(nèi)容：針對高比例風電系統(tǒng)與弱電網(wǎng)環(huán)境下風電的安全穩(wěn)定運行需求，開展智能風儲系統(tǒng)電壓源自同步并網(wǎng)穩(wěn)定機理與控制技術研究，提升風電機組暫/穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)主動支撐能力，研究內(nèi)容主要包括：研究風儲系統(tǒng)控制拓撲與建模分析方法，分析儲能對機組控制靈活性與穩(wěn)定性影響及變化規(guī)律；研究風儲系統(tǒng)電壓源自同步控制方法，提出系統(tǒng)無鎖相環(huán)并網(wǎng)運行控制策略；研究電壓源自同步風儲系統(tǒng)電網(wǎng)故障暫態(tài)特性及主要影響因素，提出系統(tǒng)故障穿越及暫態(tài)支撐控制方法；研究電壓源自同步風儲系統(tǒng)電網(wǎng)小擾動失穩(wěn)機理及變化規(guī)律，提出系統(tǒng)主動阻尼方法；開展5.0MW及以上智能風儲系統(tǒng)電壓源自同步控制器硬件在環(huán)數(shù)模混合仿真試驗及驗證。

考核指標：提出至少2種風儲系統(tǒng)新型電路拓撲；智能風儲系統(tǒng)具備無鎖相環(huán)并網(wǎng)穩(wěn)定運行能力，適應系統(tǒng)短路比SCR≤1.1；具備標準要求的故障穿越和暫態(tài)支撐能力，無功電流響應時間≤10ms；具備一次調(diào)頻及無功調(diào)壓能力，快速頻率響應時間≤40ms，快速無功響應時間≤20ms；系統(tǒng)全部性能完成控制器硬件在環(huán)半物理仿真驗證，實時仿真步長≤50微秒；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向6：海上風電機組智能化溫度監(jiān)測及其邊緣裝置開發(fā)

研究內(nèi)容：針對海上風電機組機艙、齒輪箱、軸承溫度狀態(tài)評估與預警需求，以及海上風電通信帶寬低、運維成本高等問題，開展基于信息共享的海上風電機組就地智能化溫度監(jiān)測系統(tǒng)，開發(fā)邊緣計算裝置。具體內(nèi)容包括：研究海上風電機組發(fā)電過程運行數(shù)據(jù)批次預處理、多維測點關聯(lián)性挖掘及溫度測點誘導特征提取方法；研究海上風電機組關鍵設備溫度測點全工況運行特性動態(tài)建模、模型“確定+不確定”性能評價方法，形成關鍵溫度測點狀態(tài)綜合評級及故障預警技術；開發(fā)邊緣數(shù)據(jù)采集、存儲功能模塊，研發(fā)海上風電設備遠程溫度狀態(tài)監(jiān)測與故障預警邊緣終端，研制軟件交互系統(tǒng)與可視化界面。

考核指標：形成系統(tǒng)化的海上風電機組關鍵設備溫度測點智能化監(jiān)測技術，開發(fā)智能化監(jiān)測邊緣系統(tǒng)一套，驗證3種以上溫度測點的狀態(tài)監(jiān)測及故障預測，故障預測準確率≥80%；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向7：高效波浪能開發(fā)利用的關鍵技術研究

研究內(nèi)容：針對我國海洋綜合能源開發(fā)的需求，開展高效波浪能發(fā)電裝置技術研究。具體內(nèi)容包括：開展如下三類波浪能發(fā)電裝置的理論和實驗室比較研究：振蕩水體柱式、漫頂式和擺式；研究影響三類波浪能轉(zhuǎn)化裝置的發(fā)電效率的關鍵技術，至少采用海洋動力學理論分析、海洋數(shù)值模型仿真實驗、實驗室造波水槽試驗這三種分析方法和工具進行研究；從三類裝置中優(yōu)化選擇研發(fā)適合海上風能發(fā)電海區(qū)的特定波浪能高效轉(zhuǎn)化裝置。

考核指標：定量提供三類波浪能轉(zhuǎn)化裝置的發(fā)電效率的分析結果；研發(fā)三類波浪能轉(zhuǎn)化的實驗室發(fā)電裝置，要求實驗室樣機指標符合海上裝機容量不少于200kW，發(fā)電總體效率不低于20%；適合海上風能發(fā)電海區(qū)的特定一類波浪能發(fā)電裝置，實驗室樣機指標符合海上裝機容量不少于300kW，發(fā)電總體效率不低于30%，可持續(xù)發(fā)電不少于3天。明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向8：海上大型垂直軸風電機組原理論證

研究內(nèi)容：針對深遠海風電發(fā)展的需求，綜合海況、立軸機組構型、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟性等因素，開展海上大型垂直軸風電機組原理論證。具體包括：超大尺寸葉片、風輪、拉索、底架、傳動鏈、發(fā)電系統(tǒng)、主動變槳系統(tǒng)的方案設計；分析翼型、葉片、垂直軸風輪的氣動性能，研究風輪功率輸出特性、非定常來流下氣動載荷變化規(guī)律；開展風輪、拉索、傳動鏈、支撐架等構件的設計及強度分析，研究超大風輪和傳動鏈的動力學特性。

考核指標：完成海上垂直軸風電機組總體設計方案，性能指標：抗風浪能力滿足我國深遠海環(huán)境特點，設計壽命≥25年、風能利用系數(shù)≥0.38，基于一類風區(qū)設計年等效滿發(fā)小時數(shù)≥4000h；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 方向9：基于MEMS技術的測風激光雷達技術研究

研究內(nèi)容：針對風機運行過程中實時功率預報對高可靠、多維度、低成本測風設備的需求，開展基于MEMS技術的小型化測風雷達技術研究。具體研究內(nèi)容包括：研究基于MEMS加工技術的掃描機構及其光束指向控制方法，突破傳統(tǒng)風電用多維掃描激光雷達體積大安裝位置受限的局限，提供更小型化及更多類型風參數(shù)數(shù)據(jù)的測量；降低激光雷達的綜合使用成本；研究激光多普勒測速方法，實現(xiàn)更多距離梯度的測量；研究實施動態(tài)位姿矯正算法，對風機和外界的振動干擾進行補償矯正，實現(xiàn)高可靠性和高精度的風速、風向測量。

考核指標：突破關鍵MEMS器件的批量加工和控制技術；加工MEMS器件工程樣機；開發(fā)基于MEMS技術測風激光雷達原理驗證平臺一套；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權數(shù)量。

 申報要求

1.開放基金面向海內(nèi)外具有較強科研能力和條件、運行管理規(guī)范、具有獨立法人資格的科研機構、高等學校、企業(yè)等，可根據(jù)項目申報指南要求申報項目。多個單位組成申報團隊聯(lián)合申報的，應簽訂聯(lián)合申報協(xié)議，并明確一家單位作為項目牽頭單位。項目下設課題的，也應同時明確課題承擔單位。

2.申報項目項目負責人應具有領導和組織開展項目研究的能力，且具備以下條件：

（一）具有良好的科學道德；

（二）具有高級專業(yè)技術職務（職稱）或博士學歷；

（三）從事指南項目相關研究或技術研發(fā)經(jīng)歷不少于5年；

（四）同一項目負責人不能同時擔任多個開放基金項目的負責人。

3.申報項目須符合指南范圍，申請單位應具備實施該項目的研究能力和基礎條件，并填報《開放基金科研項目申報書》，詳見附件1。

4.課題選題必須具有創(chuàng)新與研究價值，不得與同類研究低水平重復或以往研究成果重復。

5.凡申請本基金項目的單位，即視為接受本管理辦法的要求和約定，開放基金項目申請一旦獲得立項，其項目負責人在項目執(zhí)行期內(nèi)自動成為國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心簽約合作科研人員。

6.開放基金項目管理參照《國家海上風力發(fā)電工程技術研究中心開放基金項目管理辦法（試行）》，詳見附件2。

 受理時間及方式

申報書應經(jīng)所在單位同意并加蓋單位公章后（另附申報材料電子版，光盤刻錄），于2022年3月15日前（以郵戳為準）郵寄一式3份至工程中心，逾期不予受理。

 聯(lián)系人及方式

聯(lián)系人：熊圣新 023-83396012/15086697873

申報書郵寄地址：重慶市渝北區(qū)大竹林翠竹路5號中國海裝總部，熊圣新 收，郵編：401122

郵箱：kjxxb@hzwindpower.com