國家海上風力發電工程技術研究中心簡介

國家海上風力發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、系統設計、集成制造及其海上風電場工程技術研究的專業化技術研發機構。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與應用為核心，以建設技術創新、成果轉化、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，持續推動推動我國海上風電技術進步，是研發資源集聚、組織運行開放、科技成果分享的海上風電技術創新平臺。

為充分發揮本中心的學科優勢和良好的科研條件，培養創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新的可持續發展能力，推動海上風電相關行業的技術進步，特設立“工程中心開放基金項目”，歡迎國內外高等院校、科研機構、企業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”、“智能風儲系統電壓源自同步并網穩定機理與控制技術”、“海上風電機組智能化溫度監測及其邊緣裝置開發”、“高效波浪能開發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多物理場耦合風洞實驗研究

研究內容：針對深遠海浮式風電系統多場耦合水池實驗難以全面體現標準風況特征的問題，開展浮式風電系統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縮比設計方法；適用于風洞實驗的浮式風電系統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縮比模型動態響應測試技術；基于風洞在環測試的浮式風電系統全尺寸數值模擬技術。
 
      考核指標：形成浮式風電系統風洞實驗方法，研制浮式風電系統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偏差≤5%；明確發明專利等知識產權數量。

 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同優化關鍵技術。具體包括：非定常風況下大型柔性風電機組葉片氣動-結構耦合動態響應模擬技術；大型柔性風電機組葉片氣動彈性穩定性分析和顫振預測技術；基于氣彈耦合多目標聯合優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。

考核指標：開發大型柔性風電機組葉片氣動、結構與載荷多目標聯合優化軟件1套，實現現役百米級8MW目標葉片設計減重≥5%；明確發明專利等知識產權數量。

 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；滑動軸承瞬態熱-彈-流多場耦合機理與數值仿真技術；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；開發主軸及齒輪箱用滑動軸承瞬態熱-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；明確發明專利等知識產權數量。

 方向4：大型風電機組高阻值抗電蝕絕緣軸承研制

研究內容：開展海上風電絕緣軸承研制，開展可靠性、安全性和穩定性論證，形成絕緣軸承設計方案和制造關鍵工藝。開展現有軸承電蝕分析，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規律；開發軸承絕緣涂層材料，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在聯系，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規律；開展絕緣軸承的設計與優化研究，并實施可靠性和穩定性評估；開發8~10MW風力發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；明確發明專利等知識產權數量。

 方向5：智能風儲系統電壓源自同步并網穩定機理與控制技術

研究內容：針對高比例風電系統與弱電網環境下風電的安全穩定運行需求，開展智能風儲系統電壓源自同步并網穩定機理與控制技術研究，提升風電機組暫/穩態穩定運行和電網主動支撐能力，研究內容主要包括：研究風儲系統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定性影響及變化規律；研究風儲系統電壓源自同步控制方法，提出系統無鎖相環并網運行控制策略；研究電壓源自同步風儲系統電網故障暫態特性及主要影響因素，提出系統故障穿越及暫態支撐控制方法；研究電壓源自同步風儲系統電網小擾動失穩機理及變化規律，提出系統主動阻尼方法；開展5.0MW及以上智能風儲系統電壓源自同步控制器硬件在環數模混合仿真試驗及驗證。

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

 方向6：海上風電機組智能化溫度監測及其邊緣裝置開發

研究內容：針對海上風電機組機艙、齒輪箱、軸承溫度狀態評估與預警需求，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測系統，開發邊緣計算裝置。具體內容包括：研究海上風電機組發電過程運行數據批次預處理、多維測點關聯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綜合評級及故障預警技術；開發邊緣數據采集、存儲功能模塊，研發海上風電設備遠程溫度狀態監測與故障預警邊緣終端，研制軟件交互系統與可視化界面。

考核指標：形成系統化的海上風電機組關鍵設備溫度測點智能化監測技術，開發智能化監測邊緣系統一套，驗證3種以上溫度測點的狀態監測及故障預測，故障預測準確率≥80%；明確發明專利等知識產權數量。

 方向7：高效波浪能開發利用的關鍵技術研究

研究內容：針對我國海洋綜合能源開發的需求，開展高效波浪能發電裝置技術研究。具體內容包括：開展如下三類波浪能發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化裝置的發電效率的關鍵技術，至少采用海洋動力學理論分析、海洋數值模型仿真實驗、實驗室造波水槽試驗這三種分析方法和工具進行研究；從三類裝置中優化選擇研發適合海上風能發電海區的特定波浪能高效轉化裝置。

考核指標：定量提供三類波浪能轉化裝置的發電效率的分析結果；研發三類波浪能轉化的實驗室發電裝置，要求實驗室樣機指標符合海上裝機容量不少于200kW，發電總體效率不低于20%；適合海上風能發電海區的特定一類波浪能發電裝置，實驗室樣機指標符合海上裝機容量不少于300kW，發電總體效率不低于30%，可持續發電不少于3天。明確發明專利等知識產權數量。

 方向8：海上大型垂直軸風電機組原理論證

研究內容：針對深遠海風電發展的需求，綜合海況、立軸機組構型、安全穩定、經濟性等因素，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、發電系統、主動變槳系統的方案設計；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境特點，設計壽命≥25年、風能利用系數≥0.38，基于一類風區設計年等效滿發小時數≥4000h；明確發明專利等知識產權數量。

 方向9：基于MEMS技術的測風激光雷達技術研究

研究內容：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數據的測量；降低激光雷達的綜合使用成本；研究激光多普勒測速方法，實現更多距離梯度的測量；研究實施動態位姿矯正算法，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；開發基于MEMS技術測風激光雷達原理驗證平臺一套；明確發明專利等知識產權數量。

 申報要求

1.開放基金面向海內外具有較強科研能力和條件、運行管理規范、具有獨立法人資格的科研機構、高等學校、企業等，可根據項目申報指南要求申報項目。多個單位組成申報團隊聯合申報的，應簽訂聯合申報協議，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經歷不少于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行期內自動成為國家海上風力發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。

 聯系人及方式

聯系人：熊圣新 023-83396012/15086697873

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

郵箱：kjxxb@hzwindpower.com