大型風電技術(shù)創(chuàng)新路線圖

　　　大型風電技術(shù)創(chuàng)新

　　一、戰(zhàn)略方向
　　1.大型風電關(guān)鍵設(shè)備。 重點 10MW 級及以上風電機組， 以及100 米級及以上風電葉片、 10MW 級及以上風電機組變流器和高可靠、 低成本大容量超導風力發(fā)電機等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。
　　2.遠海大型風電系統(tǒng)建設(shè)。 重點在遠海大型風電場設(shè)計建設(shè)、適用于深水區(qū)的大容量風電機組漂浮式基礎(chǔ)、 遠海風電場輸電， 以及海上風力發(fā)電運輸、 施工、 運維成套設(shè)備等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。
　　3.基于大數(shù)據(jù)和云計算的風電場集群運控并網(wǎng)系統(tǒng)。 重點在典型風資源特性研究與評估、 基于大數(shù)據(jù)大型海上風電基地群控、 風電場群優(yōu)化協(xié)調(diào)控制和智能化運維、 海上風電場實時監(jiān)測及智能診斷技術(shù)裝備等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。
　　4.廢棄風電設(shè)備無害化處理與循環(huán)利用。 重點在風電設(shè)備無害化回收處理、 風電磁體和葉片的無害化回收處理等方面開展研發(fā)與攻關(guān)。
　　二、創(chuàng)新目標
　　1.2020 年目標。 形成 200~300 米高空風力發(fā)電成套技術(shù)。 掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的 10MW 級以下大型風電機組及關(guān)鍵部件的設(shè)計制造技術(shù)， 形成國際競爭力； 突破近海風電場設(shè)計和建設(shè)成套關(guān)鍵技術(shù)， 形成海上風電工程技術(shù)標準。 掌握復雜條件下的風資源特性及各區(qū)域風電資源時空互補性， 評估風資源可獲得性， 進行風電場優(yōu)化布局； 建立風電場群控制與運維體系， 支撐區(qū)域風電規(guī)模并網(wǎng)。
　　2.2030 年目標。200~300米高空風力發(fā)電獲得實際應(yīng)用并推廣。突破 10MW 級及以上大型風電機組關(guān)鍵部件設(shè)計制造技術(shù)，建立符合海況的遠海風電場設(shè)計建設(shè)標準和運維規(guī)范； 掌握風電場集群的多效利用、 風電場群發(fā)電功率優(yōu)化調(diào)度運行控制技術(shù)； 掌握廢棄風電機組材料的無害化處理與循環(huán)利用技術(shù)， 支撐風電可持續(xù)發(fā)展；成為風電技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展強國。
　　3.2050 年展望。 突破 30MW 級超大型風電機組關(guān)鍵技術(shù)， 掌握不同海域規(guī)?；L電開發(fā)成套技術(shù)與裝備， 形成完整的風能利用自主創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)體系， 風能成為我國主要能源之一。
　　三、創(chuàng)新行動
　　1.100 米級及以上葉片設(shè)計制造技術(shù)。 研究 100 米級及以上葉片三維設(shè)計方法與設(shè)計體系、 葉片載荷與破壞機理和優(yōu)化校核方法， 以及基于高效葉片氣彈、 輕量化結(jié)構(gòu)、 和新材料技術(shù)相結(jié)合的一體化設(shè)計技術(shù)； 研究 100 米級及以上葉片結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計技術(shù)、葉片碳-玻材料混雜及鋪層優(yōu)化設(shè)計技術(shù)； 研制 100 米級及以上大型海上風電機組葉片， 研究大型葉片測試技術(shù)， 推動具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化風電葉片產(chǎn)業(yè)化。
　　2.大功率陸上風電機組及部件設(shè)計與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)。 研究大功率風電機組整機一體化優(yōu)化設(shè)計及輕量化設(shè)計技術(shù)；開展大功率機組葉片、 載荷與先進傳感控制集成一體化降載優(yōu)化技術(shù)， 大功率風電機組電氣控制系統(tǒng)智能診斷、 故障自恢復免維護技術(shù)， 以及大功率陸上風電機組及關(guān)鍵部件綠色制造技術(shù)研發(fā)。
　　3.陸上不同類型風電場運行優(yōu)化及運維技術(shù)。 研究風電機組和風電場綜合智能化傳感技術(shù)、 風電大數(shù)據(jù)收集及分析技術(shù)； 研究復雜地形、 特殊環(huán)境條件下風電場與大型并網(wǎng)風電場的設(shè)計優(yōu)化方法及基于大數(shù)據(jù)的風電場運行優(yōu)化技術(shù)； 研究基于物聯(lián)網(wǎng)、 云計算和大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的陸上不同類型風電場智能化運維關(guān)鍵技術(shù)， 以及適合接入配電網(wǎng)的風電場優(yōu)化協(xié)調(diào)控制、 實時監(jiān)測和電網(wǎng)適應(yīng)性等關(guān)鍵技術(shù)。
　　4.典型風資源特性與風能吸收方法研究及資源評估。 研究陸上和海上復雜條件影響下的風特性并揭示脈動特性， 研究邊界層風垂直變化并分析不同海域的熱力穩(wěn)定度。 根據(jù)海上典型風資源特征，探明多尺度葉片流場復雜特性和描述方法， 獲得不同尺度流場特征參數(shù)相互耦合的物理機制， 開展適合我國風資源特性的高性能大型風電機組的專用翼型族研究。 普查陸上和海上典型風資源并分析數(shù)據(jù)， 建立風資源評估數(shù)值模型， 開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的風資源評估系統(tǒng)。
　　5.10MW 級及以上海上風電機組及關(guān)鍵部件設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)。 研究適合我國海況和海上風資源特點的風電機組精確化建模和仿真計算技術(shù)； 研究 10MW 級及以上海上風電機組整機設(shè)計技術(shù)，包括風電機組、 塔架、 基礎(chǔ)一體化設(shè)計技術(shù)， 以及考慮極限載荷、疲勞載荷、 整機可靠性的設(shè)計優(yōu)化技術(shù)； 研究高可靠性傳動鏈及關(guān)鍵部件的設(shè)計、 制造、 測試技術(shù)， 以及大功率風電機組冷卻技術(shù)。研制自主知識產(chǎn)權(quán)的 10MW 級及以上海上風電機組及其軸承和發(fā)電機等關(guān)鍵部件。
　　6.10MW 級及以上海上風電機組控制系統(tǒng)與變流器關(guān)鍵技術(shù)。研究海上風電機組在風、 波浪、 洋流耦合下的運行特性； 研究風電機組智能化控制技術(shù)、 極端工況（ 覆冰、 臺風） 下的載荷安全控制技術(shù)。 研究風電機組變流器和變槳距控制系統(tǒng)等的模塊化設(shè)計技術(shù)， 以及中高壓變流技術(shù)、 新型變流器冷卻技術(shù)； 研制大型海上風電機組智能型整機控制系統(tǒng)、 變流器及變槳距控制裝備， 并推廣應(yīng)用。
　　7.遠海風電場設(shè)計建設(shè)技術(shù)。 研究海上風電場建設(shè)選址技術(shù)，提出適合我國遠海深水區(qū)風資源條件的風電機組優(yōu)化布置方法。 開展極端海洋環(huán)境荷載作用下海上風電機組結(jié)構(gòu)的非線性荷載特性、遠海深水區(qū)極端海況條件下大容量海上風電機組基礎(chǔ)的荷載聯(lián)合作用計算方法等研究； 開發(fā)遠海風電機組施工與建造技術(shù)、 遠海風電場并網(wǎng)技術(shù)、 深水電纜鋪設(shè)及動態(tài)跟隨風電機組的柔性連接技術(shù)、 風能與海洋能綜合一體化互補利用技術(shù)與裝備。
　　8.大型海上風電機組基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)技術(shù)。 研究提出適用于我國遠海深水區(qū)大容量風電機組的海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。 探索遠海深水區(qū)大容量海上風電機組基礎(chǔ)的疲勞發(fā)生機理與控制方法， 開展極端海洋環(huán)境荷載作用下的失效模式與分析方法研究， 提出其反應(yīng)控制策略與防災(zāi)減災(zāi)對策。 研究大容量風電機組基礎(chǔ)設(shè)計制造技術(shù)， 研制遠海海洋環(huán)境荷載特點下滿足施工與制造要求的新型漂浮式基礎(chǔ)。
　　9.大型海上風電基地群控技術(shù)。 建立包含海上風電場群運行數(shù)據(jù)、 實測氣象數(shù)據(jù)以及數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)平臺， 研發(fā)基于大數(shù)據(jù)的海上大型風電基地運行優(yōu)化技術(shù)、 風電場群發(fā)電功率一體化預(yù)測技術(shù)、 風電場群協(xié)同控制優(yōu)化技術(shù)、 風電場及場群真實能效評估和優(yōu)化策略。 研究海上風電場群電能的多效利用技術(shù)， 研究儲能系統(tǒng)的功率和容量選取以及混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問題。
　　10.海上風電場實時監(jiān)測與運維技術(shù)。 分析影響海上風電場群運維安全及成本的因素， 研究海上風電場運維技術(shù)，開發(fā)基于壽命評估的動態(tài)智能運維管理系統(tǒng)； 研發(fā)海上風電場的運行維護專用檢測和作業(yè)裝備及健康模型與狀況評估、 運行風險評估、 剩余壽命預(yù)測和運維決策支持等技術(shù)。 研究海上機組的新型狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝備技術(shù)及智能故障預(yù)估的維護技術(shù)、 關(guān)鍵部件遠程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控與智能診斷技術(shù)。

　　11.風電設(shè)備無害化回收處理技術(shù)。 研究葉片無害化回收處理技術(shù)， 研究適合葉片性能要求和大尺度幾何結(jié)構(gòu)的易回收或降解的樹脂體系及其成型技術(shù)； 研發(fā)不同類型風電葉片組成材料的高效分離回收技術(shù)及裝備， 以及不可回收材料無害化處理技術(shù)與裝備。 研發(fā)不同類型風電磁體回收與無害化處理關(guān)鍵技術(shù)與裝備； 研究不同組成材料的永磁體高效清潔分類回收技術(shù)與永磁材料再利用技術(shù)，并研制回收處理設(shè)備。