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国家能源研发中心(重点实验室)工作巡礼

2012-07-25 11:16
潇纵
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  国家能源海上风电技术装备研发中心(以下简称“研发中心”),是国家能源局于2010年1月正式授牌,依托华锐风电科技(集团)股份有限公司设立的以海上风电技术装备为研究对象的国家级研发中心。自成立以来,已开发出具有领先水平的3MW、5MW和6MW海上及潮间带系列风电机组,正在进行10MW级风电机组的研发。研发中心建设目标是聚集顶尖的风电技术装备研发人才,建成我国技术水平最高、设备最先进、研发和实验能力最强的海上风电技术装备研发机构,在解决我国海上风电发展面临的技术难题的同时,进一步引领海上风电技术的发展。

  研发中心成立以来,积极开展基础设施及实验平台建设,取得了卓有成效的成绩。研发中心所属测试实验中心于2009年开工建设,占地150亩,建筑总面积约5万平方米,正在打造成为设备先进、测试实验能力强大的15MW级风电机组和关键部件的测试实验中心,包括15MW超大型整机测试实验分中心,15MW风电齿轮箱测试实验分中心,发电机、变频器与电控系统综合实验分中心,大型风电轴承测试实验分中心,120m风电叶片测试实验分中心等。目前已建成3MW、5MW和6MW风电机组整机及变桨系统的测试实验中心,建成大型风力发电机组并网性能、低电压穿越性能、电能质量等移动式测试分析系统,为我国大型风电机组的研制和测试提供了有力的支撑。

  研发中心本着边建设、边研究、边出成果的原则,积极组织科研攻关,经过三年攻坚,一期项目已全部完成,并取得丰硕成果:一是完成了3MW海上及潮间带系列化风电机组研制,获得国家能源科技进步一等奖。2010年6月8日,34台SL3000风电机组在我国第一个国家海上风电示范工程――上海东海大桥风电场顺利并网发电,举世瞩目。经过两年多的现场运行,发电量已超过2亿千瓦时,可靠性及可利用率在海上风电机组领域处于世界先进水平。目前SL3000陆上及海上系列风电机组已获得国内外专业权威认证机构的A级设计认证,已累计装机近200台。“3MW海上风力发电技术装备与工程实践”项目先后荣获2010年度江苏省科学技术奖一等奖和国家能源科技进步奖一等奖。二是研制成功了我国首台5MW风电机组。2010年10月12日,研发中心自主研发的我国首台5MW风电机组下线,具有单机功率大、单位面积装机容量大、风能利用效率高、经济效益好等优点。该机组于2011年9月6日在上海东海大桥二期工程中成功吊装,12月22日达到满功率稳定运行,是目前国内海上风电场内首台并网的5MW风电机组,为中国海上风电在风机大型化之路上迈出了重要一步。三是研制成功了我国首台6MW海上风电机组。2011年5月18日,研发中心自主研发的6MW风电机组正式出产,10月8日该机组在江苏射阳完成吊装。同年12月,该机组在上海临港海上风电一期示范项目中一举中标17台,这将是6MW海上风电机组首次大规模投入商用,是我国海上风电发展史上的又一里程碑。四是率先解决了潮间带风电施工、运输、安装技术装备难题。研发中心根据沿海潮间带区域风资源及条件,开发了潮间带基础施工、运输和安装工艺流程,并成功研制出中国首台150吨和40吨潮间带风力发电机组专用履带运输车和可组合工装平台,在全球率先解决了潮间带风电机组基础施工、运输、吊装及运行维护等技术难题。五是研制国内领先的风电机组电网接入技术研究及变频器。研发中心联合国内风电领域专业研发机构,共同研制出国内首台3MW、5MW及6MW风电机组的电气控制系统变流器,在控制精度、控制稳定性、发电效率上均处于世界领先水平。同时,开发出3MW、5MW、6MW海上风电机组的有功无功解耦、低电压穿越、动态功率调节和风功率预测等提升电网友好性的关键技术,保证了机组并入电网后的安全稳定运行,提高了机组的可利用率。在全部完成一期项目的同时,研发中心在知识产权方面也取得了丰硕成果,已获国内授权专利128项,其中发明专利6项、实用新型专利121项、外观设计专利1项,并拥有计算机软件著作权10项。除已授权专利外,研发中心还申请专利280项,其中发明专利90项。同时已有数十项国际专利提交申请,部分国际专利申请已完成认证。

  研发中心成立以来还开展了一系列独具特色的工作,取得了重要进展。一是研发中心组建了由“首席科学家”、“技术带头人”、“研发骨干”、“流动研发人员”四个层次组成的近300人的专业研发团队。该团队汇集了国内外享有盛誉的风电领域专家学者及大批留学回国博士(后)等,专业涵盖空气动力学、数值分析、机械、液压、电气、自动控制、软件开发等,已掌握了大型风电机组整机及关键部件、海上施工装备研发等领域的核心技术,在机组的设计、制造、安装、运输、施工、服务等环节均积累了丰富的实际经验。二是研发中心已与清华大学、中国科学院、华北电力大学、西安交通大学、中国电力科学院、国网能源研究院、上海勘测设计研究院、美国西西那提大学等学术机构建立了长期科研合作关系,同时与华能集团等风电开发企业建立了长期的科研合作和业务合作关系,通过与国内外一流的风电行业学术机构及企业的合作,整合了高端技术资源,保持了研发中心的顶尖技术水平。三是研发中心正在主持或参与《海上风力发电机组设计要求》、《5MW系列风力发电机组技术条件》、《海上双馈风力发电机组变流器》、《海上风力发电机组控制器》等二十余项风电行业国家及行业标准的编制工作。

  根据《国家能源科技“十二五”规划》的发展目标和任务要求以及研发中心的整体发展战略,研发中心制定了“十二五”期间的工作任务,主要包括:建设完成具有世界领先水平的15MW级超大功率海上及潮间带风电机组研究测试平台群;开发适用于全球不同风资源、不同环境条件的5MW、6MW陆地、海上和潮间带系列化风电机组;研制10MW级的海上风力发电机组样机及其关键部件并完成示范;开发并研制出海上风电工程整体装运服务一体化关键技术装备;完成风电海水淡化关键技术装备研制及示范,在解决海上风电技术难题、推动风电技术升级和产业升级的同时,抢占全球风电技术领域制高点。
 

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