國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心簡介

國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)研究中心（以下簡稱“工程中心”）于2009年由國家科技部批準(zhǔn)成立，依托于中國船舶集團海裝風(fēng)電股份有限公司，系海上風(fēng)電裝備技術(shù)研究、系統(tǒng)設(shè)計、集成制造及其海上風(fēng)電場工程技術(shù)研究的專業(yè)化技術(shù)研發(fā)機構(gòu)。工程中心圍繞以海上風(fēng)電前沿引領(lǐng)技術(shù)和共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用為核心，以建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、信息與技術(shù)交流、人才培訓(xùn)四大功能的海上風(fēng)電核心基地為目標(biāo)，打造我國海上風(fēng)電機組研制、海上風(fēng)電場建設(shè)技術(shù)平臺，持續(xù)推動推動我國海上風(fēng)電技術(shù)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(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新平臺。

為充分發(fā)揮本中心的學(xué)科優(yōu)勢和良好的科研條件，培養(yǎng)創(chuàng)新性高層次技術(shù)人才，更好的形成海上風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展能力，推動海上風(fēng)電相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進步，特設(shè)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(gòu)、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(fēng)電系統(tǒng)多物理場耦合風(fēng)洞實驗研究”、“大型風(fēng)電機組柔性葉片輕量化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)”、“風(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承關(guān)鍵技術(shù)研究”、“大型風(fēng)電機組高阻值抗電蝕絕緣軸承研制”、“智能風(fēng)儲系統(tǒng)電壓源自同步并網(wǎng)穩(wěn)定機理與控制技術(shù)”、“海上風(fēng)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(guān)鍵技術(shù)研究”、“海上大型垂直軸風(fēng)電機組原理論證”、“基于MEMS技術(shù)的測風(fēng)激光雷達技術(shù)研究”9個方向開展研究，具體如下：

 方向1：深遠海浮式風(fēng)電系統(tǒng)多物理場耦合風(fēng)洞實驗研究

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

 方向2：大型風(fēng)電機組柔性葉片輕量化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

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

考核指標(biāo)：開發(fā)大型柔性風(fēng)電機組葉片氣動、結(jié)構(gòu)與載荷多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化軟件1套，實現(xiàn)現(xiàn)役百米級8MW目標(biāo)葉片設(shè)計減重≥5%；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量。

 方向3：風(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承關(guān)鍵技術(shù)研究

研究內(nèi)容：針對風(fēng)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(shè)計的重大需求，開展風(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承構(gòu)型、設(shè)計、仿真及試驗關(guān)鍵技術(shù)研究。具體包括：風(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承高可靠構(gòu)型設(shè)計技術(shù)；滑動軸承瓦面修型技術(shù)、低速啟動寬載荷潤滑設(shè)計技術(shù)；滑動軸承瞬態(tài)熱-彈-流多場耦合機理與數(shù)值仿真技術(shù)；滑動軸承風(fēng)電應(yīng)用及試驗技術(shù)。

考核指標(biāo)：形成6MW級風(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承設(shè)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(fēng)電機組主軸及齒輪箱用滑動軸承試驗技術(shù)研究；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量。

 方向4：大型風(fēng)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(fēng)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(shè)計方案和制造關(guān)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)、孔隙率、表面缺陷和厚度等關(guān)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)、孔隙率、表面缺陷、厚度等間的相關(guān)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(jié)合強度、抗熱震性等與微觀結(jié)構(gòu)、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(guān)聯(lián)規(guī)律；開展絕緣軸承的設(shè)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(fēng)力發(fā)電機絕緣軸承并試驗驗證。

考核指標(biāo)：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(jié)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(quán)數(shù)量。

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

研究內(nèi)容：針對高比例風(fēng)電系統(tǒng)與弱電網(wǎng)環(huán)境下風(fēng)電的安全穩(wěn)定運行需求，開展智能風(fēng)儲系統(tǒng)電壓源自同步并網(wǎng)穩(wěn)定機理與控制技術(shù)研究，提升風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)儲系統(tǒng)電壓源自同步控制器硬件在環(huán)數(shù)?；旌戏抡嬖囼灱膀炞C。

考核指標(biāo)：提出至少2種風(fēng)儲系統(tǒng)新型電路拓撲；智能風(fēng)儲系統(tǒng)具備無鎖相環(huán)并網(wǎng)穩(wěn)定運行能力，適應(yīng)系統(tǒng)短路比SCR≤1.1；具備標(biāo)準(zhǔn)要求的故障穿越和暫態(tài)支撐能力，無功電流響應(yīng)時間≤10ms；具備一次調(diào)頻及無功調(diào)壓能力，快速頻率響應(yīng)時間≤40ms，快速無功響應(yīng)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(quán)數(shù)量。

 方向6：海上風(fēng)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(fēng)電機組機艙、齒輪箱、軸承溫度狀態(tài)評估與預(yù)警需求，以及海上風(fēng)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(fēng)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(fēng)電機組發(fā)電過程運行數(shù)據(jù)批次預(yù)處理、多維測點關(guān)聯(lián)性挖掘及溫度測點誘導(dǎo)特征提取方法；研究海上風(fēng)電機組關(guān)鍵設(shè)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(guān)鍵溫度測點狀態(tài)綜合評級及故障預(yù)警技術(shù)；開發(fā)邊緣數(shù)據(jù)采集、存儲功能模塊，研發(fā)海上風(fēng)電設(shè)備遠程溫度狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)警邊緣終端，研制軟件交互系統(tǒng)與可視化界面。

考核指標(biāo)：形成系統(tǒng)化的海上風(fēng)電機組關(guān)鍵設(shè)備溫度測點智能化監(jiān)測技術(shù)，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(yù)測，故障預(yù)測準(zhǔn)確率≥80%；明確發(fā)明專利等知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量。

 方向7：高效波浪能開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)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(guān)鍵技術(shù)，至少采用海洋動力學(xué)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(fēng)能發(fā)電海區(qū)的特定波浪能高效轉(zhuǎn)化裝置。

考核指標(biāo)：定量提供三類波浪能轉(zhuǎn)化裝置的發(fā)電效率的分析結(jié)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(biāo)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(fēng)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(biāo)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(quán)數(shù)量。

 方向8：海上大型垂直軸風(fēng)電機組原理論證

研究內(nèi)容：針對深遠海風(fēng)電發(fā)展的需求，綜合海況、立軸機組構(gòu)型、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟性等因素，開展海上大型垂直軸風(fēng)電機組原理論證。具體包括：超大尺寸葉片、風(fēng)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(shè)計；分析翼型、葉片、垂直軸風(fēng)輪的氣動性能，研究風(fēng)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(fēng)輪、拉索、傳動鏈、支撐架等構(gòu)件的設(shè)計及強度分析，研究超大風(fēng)輪和傳動鏈的動力學(xué)特性。

考核指標(biāo)：完成海上垂直軸風(fēng)電機組總體設(shè)計方案，性能指標(biāo)：抗風(fēng)浪能力滿足我國深遠海環(huán)境特點，設(shè)計壽命≥25年、風(fēng)能利用系數(shù)≥0.38，基于一類風(fēng)區(qū)設(shè)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(quán)數(shù)量。

 方向9：基于MEMS技術(shù)的測風(fēng)激光雷達技術(shù)研究

研究內(nèi)容：針對風(fēng)機運行過程中實時功率預(yù)報對高可靠、多維度、低成本測風(fēng)設(shè)備的需求，開展基于MEMS技術(shù)的小型化測風(fēng)雷達技術(shù)研究。具體研究內(nèi)容包括：研究基于MEMS加工技術(shù)的掃描機構(gòu)及其光束指向控制方法，突破傳統(tǒng)風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速、風(fēng)向測量。

考核指標(biāo)：突破關(guān)鍵MEMS器件的批量加工和控制技術(shù)；加工MEMS器件工程樣機；開發(fā)基于MEMS技術(shù)測風(fēng)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(quán)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(gòu)、高等學(xué)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(yīng)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(shè)課題的，也應(yīng)同時明確課題承擔(dān)單位。

2.申報項目項目負責(zé)人應(yīng)具有領(lǐng)導(dǎo)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(xué)道德；

（二）具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）或博士學(xué)歷；

（三）從事指南項目相關(guān)研究或技術(shù)研發(fā)經(jīng)歷不少于5年；

（四）同一項目負責(zé)人不能同時擔(dān)任多個開放基金項目的負責(zé)人。

3.申報項目須符合指南范圍，申請單位應(yīng)具備實施該項目的研究能力和基礎(chǔ)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(fù)或以往研究成果重復(fù)。

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(zé)人在項目執(zhí)行期內(nèi)自動成為國家海上風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)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(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)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(yīng)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(zhǔn)）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