25、轻量化超大叶轮风电机组与柔性高塔一体化关键技术开发及产业化
发布时间：2020-09-10
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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发布时间：2020-09-10
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该成果属于风能领域。新一代轻量化大叶轮、高塔架风电机组是国际风电领域顶级制造商抢先争夺的制高点，成果攻克了超大叶轮动态载荷精确控制、柔性高塔谐振点穿越以及整机疲劳寿命在线预测等制约难题，提出了高塔架超大叶轮风电机组的设计理论与方法，研制出了轻量化超大叶轮陆上风电机组并实现规模化，大幅降低结构重量，有效提高发电能力，降低风电上网电价。主要创新如下：
1.首创大型风电机组风轮动态载荷精确控制的理论与方法，揭示了风轮动态载荷与变桨控制的作用机理，突破了气动载荷线性建模关键技术，实现了对风轮动态载荷的精确控制，使结构重量降低30%。
2.首创柔性高塔架动态阻尼加载与谐振点穿越控制技术，解决了柔性高塔架弱阻尼运动失稳、谐振等国际性技术难题，使陆上风电机组突破140米以上风轮直径的限制，塔架与基础重量比刚性塔架设计减小30%以上。
3.首创有效风速获取方法与疲劳载荷在线估算及精确控制技术，通过有效风速观测与系统辨识，构建疲劳寿命曲线，智能调节载荷控制策略，解决了传统设计疲劳载荷难以准确取值的难题，确保了风电机组全生命周期内高效、安全运行，机组可利用率高达99%以上。
该成果获授权发明专利43项，制定国家标准5项，出版专著1部，自主开发的轻量化超大叶轮陆上风电机组已在全国127座风电场，装机1100余万千瓦，市场占有率稳居国内第一，并出口澳洲、阿根廷等20余个国家。成果的推广应用，使我国大部地区具备风电平价上网条件，为国家决策提供了重要的依据，有效提升了我国风能资源利用率，提升了北京装备制造业的国际竞争力。
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