风电机组关键控制技术自主创新与产业化

项目技术促进了风力发电成为中国第三大电源。随着优势风资源地区逐渐被开发利用，风电机组对环境等条件适应能力的要求不断提高。2009年，国家电网明确规定：风电场并网必须具备低电压穿越能力。

在风电机组可靠性问题基本得到解决后，风电机组的输出功率优化、载荷控制优化、风电机组发电效率提升，以及风电场友好并网等问题成为研发目标。风电机组控制技术是大型风电机组研发与应用的核心技术。该项目以国家“863计划”、科技支撑计划、自然科学基金等项目为支撑，突破了制约中国风电机组的控制技术，包括独立变桨、暴风控制、低电压穿越、风电场智能控制、产能预测、动态物理实验技术，解决了受制于人及环境的难题。

取得以下创新成果：

1. 研发突破了大容量风电机组功率调节技术，提出大型风电机组桨距优化控制技术，建立了变桨控制的动态特性，突破了三桨叶的独立变桨距控制调节技术，实现平抑载荷波动10%以上。

2. 研发提出了风电机组在大风速区域下的载荷控制技术，解决了在暴风环境下风电机组的载荷控制问题，提高了切出风速值，提高机组发电量5%以上。

3. 研发攻克了风电机组高、低电压穿越技术，自主开发永磁直驱风电机组变流器等关键部件，实现友好并网型机组在电网短时故障时不脱网，支撑了电网稳定。

4. 自主研发了实时就地智能监督控制和非实时季节性数据挖掘监督控制技术，解决了现场故障快速诊断问题，提升风电场发电量5%以上，提高了风电场运行寿命。

5. 研发提出了风电场风况短期预估技术，实现了对已建和在建的风电场发电量进行短期预报和调控，满足了电力部门调度要求，减少了风电的不可预测度。

6. 自主开发了1.5MW—5MW直驱式机组1:1实验台，包括变桨控制实验台、发电机组拖动实验台、并网控制实验台与集群控制实验台，为兆瓦级风力发电机组的研制与开发提供了仿真实验平台。

7. 实现了恶劣环境下1.5—5MW直驱式机组产业化，降低疲劳载荷>10%，减少机组重量，减少投资，延长机组寿命，提升单机发电量5%以上。

获授权发明专利26项、实用新型专利46项，形成国家标准8部、行业规范6部、专著5部，发表SCI/EI等学术论文128篇；获中国专利优秀奖1项，新疆维吾尔自治区科技进步一、二等奖各1项，国家能源局科技进步一等奖1项、北京市科技进步二等奖1项、国家电网科技进步二等奖1项，取得国家重点新产品证书1项。

成果在国内200多座风电场推广应用，国外产品国内市场占有率由立项时77.3%锐减到2013年的5.9%。近5年累计装机7980台，装机容量13060MW，新增销售额482亿元，利税116.4亿元，节约标准煤2249万吨，减少有害气体排放5892.2万吨。

未来10年，按每年金风科技生产、销售应用项目的永磁直驱机组1500台计，每年将为企业带来近90亿元销售收入。在该项目技术的支持下，金风科技被麻省理工学院《技术评论》评选为“2012年度全球最具创新力企业50强”。

项目技术促进了风力发电成为中国第三大电源。随着优势风资源地区逐渐被开发利用，风电机组对环境等条件适应能力的要求不断提高。国家电网2009年明确规定：风电场并网必须具备低电压穿越能力。在风电机组可靠性问题基本得到解决后，风电机组的输出功率优化、载荷控制优化、风电机组发电效率提升，风电场友好并网等问题成为风电机组的研发目标。风电机组控制技术是大型风电机组研发与应用的核心技术，该项目以国家“863计划”、科技支撑计划、自然科学基金等项目为支撑，突破了制约中国风电机组的控制技术，包括独立变桨、暴风控制、低电压穿越、风电场智能控制、产能预测、动态物理实验技术，解决了受制于人及环境的难题。取得以下创新成果：研发突破了大容量风电机组功率调节技术，提出大型风电机组桨距优化控制技术，建立了变桨控制的动态特性，突破了三桨叶的独立变桨距控制调节技术，实现平抑载荷波动10%以上。研发提出了风电机组在大风速区域下的载荷控制技术，解决了在暴风环境下风电机组的载荷控制问题，提高了切出风速值，提高机组发电量5%以上。研发攻克了风电机组高、低电压穿越技术，自主开发永磁直驱风电机组变流器等关键部件，实现友好并网型机组在电网短时故障时不脱网,支撑了电网稳定。自主研发了实时就地智能监督控制和非实时季节性数据挖掘监督控制技术，解决了现场故障快速诊断问题，提升风电场发电量5%以上，提高了风电场运行寿命。研发提出了风电场风况短期预估技术，实现了对已建和在建的风电场发电量进行短期预报和调控，满足了电力部门调度要求，减少了风电的不可预测度。自主开发了1.5MW—5MW直驱式机组1: 1实验台，包括变桨控制实验台、发电机组拖动实验台、并网控制实验台与集群控制实验台，为兆瓦级风力发电机组的研制与开发提供了仿真实验平台。实现了恶劣环境下1.5—5MW直驱式机组产业化，降低疲劳载荷>10%,减少机组重量，减少投资，延长机组寿命，提升单机发电量5%以上。获授权发明专利26项、实用新型专利46项，形成国家标准8部、行业规范6部、专著5部，发表SCI/EI等学术论文128篇；获中国专利优秀奖1项，新疆维吾尔自治区科技进步一、二等奖各1项，国家能源局科技进步一等奖1项、北京市科技进步二等奖1项、国家电网科技进步二等奖1项，取得国家重点新产品证书1项。成果在国内200多座风电场推广应用，国外产品国内市场占有率由立项时77.3%锐减到2013年的5.9%。近5年累计装机7980台，装机容量13060MW,新增销售额482亿元,利税116.4亿元,节约标准煤2249万吨,减少有害气体排放5892.2万吨。未来10年，按每年金风科技生产、销售应用项目的永磁直驱机组1500台计，每年将为企业带来近90亿元销售收入。在该项目技术的支持下，金风科技被麻省理工学院《技术评论》评选为“2012年度全球最具创新力企业50强”。