第一章 专项简介
一、专项目的意义
与其它可再生能源相比,风力发电是最经济、最容易实现大规模商品化生产的发电方式。2005年世界新增风力发电装机容量11,769MW、累计装机容量59,322MW,欧洲仍是风力发电市场的领导者,2005年累计装机容量为40,500MW。中国到2005年底,风电装机容量为126.6万千瓦,其中,国产机组的市场占有率为22.5%。
国外的风力发电制造商一般形成了600kW-3.6MW的系列化产品,兆瓦级的风电机组占到总装机容量的60%以上,2-3.6MW的风电机组正在迅速发展,同时针对风资源和企业自身的条件设计了多种技术路线的产品。预计2010年前,欧洲将开发出10MW的风电机组。我国风电产业总体水平远落后于世界先进水平:国内兆瓦级或变速恒频风电机组还没有形成成套技术,也没有正式定型的产品;国内产品相对比较单一,仅一、二个品种的产品难以满足不同地区用户的需求。
中国风力具有大规模发展的前景:中国陆地上可开发的风力资源至少有2.53亿千瓦,沿海水深2-15米近海区域的风力资源可开发储量有7.5亿千瓦;按《可再生能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》的风电发展目标,从2006年开始在未来15年时间,我国要完成2900万KW风电装机;可再生能源法的配套法规有12个之多,将对包括风能在内的可再生能源的发展起到促进作用;风电特许权示范项目对本地化风电机组的支持;中国的电网条件较好,而且我国目前的风电装机容量不到全国电源的0.5%。
重庆市是我国重要的制造业基地,在机械制造、材料领域有相当好的基础,重庆完全有必要、也完全有条件成为我国风力发电装备的制造基地,使风力发电装备制造成为重庆市的一个新的支柱产业和一个新的经济增长极。所以,把“风力发电装备”作为重庆市重大科技专项,组织重庆市的相关制造企业和高校通过产学研联合攻关,形成风力发电装备制造产业链,对重庆市经济社会发展具有重要的战略意义。
二、专项总体目标及实施年限
1、专项总体目标
用4年的时间,产学研相结合,采用吸收消化再创新的研究方法,以整机设计制造为主线,引导重庆市有实力的制造商参与风电机组零部件配套,在重庆市形成风力发电装备制造产业聚集和风力发电领域人才聚集,发展重庆市风力发电装备制造产业。总体目标为把握风力发电技术发展方向,构建风电机组系统开发平台,形成具有国内领先并在若干机型达到国际水平的风电机组系统设计能力,初步建立双馈式变速恒频风电机组本地化配套体系,研制和定型具有自主知识产权和国际质量水准、有明显价格优势的、关键零部件国内生产配套的1.5~2.5MW双馈式变速恒频风电机组。
2、专项实施年限
2007年1月~2010年12月。
三、专项主题及项目设置情况
本专项设置了4个主题9个项目
主题一 风电机组系统设计技术
项目一 叶片空气动力特性设计技术
项目二 风电机组系统设计关键技术
项目三 风电机组工程设计技术
主题二 并网型大容量风力发电运行与控制技术
项目一 并网型双馈式风力发电机及其系统运行与控制技术
主题三 变速恒频风电机组关键零部件的研制及产业化
项目一 1.5~2.5MW双馈式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化
项目二 1.5~2.5MW风电机组传动链主要零部件研制及产业化
项目三 1.5~2.5MW风电机组双馈式发电机样机研制
主题四 1.5~2.5MW双馈式变速恒频风电机组的研制及产业化
项目一 1.5~2.5 MW双馈式变速恒频风电机组的研制
项目二 1.5~2.5 MW双馈式变速恒频风电机组产业化及示范应用
第二章 申报须知
一、申报要求
1、凡在重庆市内注册,具有独立法人资格的企业、事业单位均可申报。鼓励企业牵头申报,或与科研院所、高等院校联合申报。项目联合申报方必须签订共同申报协议,明确规定各自所承担的工作和责任,作为申报书的附件。
2.项目负责人具有与项目相关的研究经历和积累,在本研究领域有一定的学术地位和技术优势,并具有良好的信誉度以及完成项目所需的组织管理和协调能力。
3、项目负责人承担的市级在研项目数不超过2项,本年度申请的项目数不超过1项。
二、申报资料
请从市科委网站(www.cstc.gov.cn)直接下载相应的科技计划项目申请书和录入程序,并按照相应要求分别报送纸质申请书和由录入程序生成的电子文档。
三、申报程序与时间
1、请将有关项目申报材料于2007年11月2日前报市科委项目管理中心,过期不再受理。
联系电话:67512626
联系地点:重庆市渝北区新溉大道2号科技大厦1楼
2、有关项目申报具体事宜请与市科委高新处(专项办)联系。
联 系 人:蒲 骥
联系电话:67513082
传 真:67605932
电子信箱:pj@cstc.gov.cn
联系地址:重庆市渝北区新溉大道2号科技大厦16楼
第三章 项目具体内容
一、风电机组系统设计关键技术
1、项目类别和性质:重点科技攻关项目
2、拟资助强度:30~50万元
3、研究内容:研究风电机组传动链模型、传动链评估体系与方法;在风电机组整机模型、安全控制系统模型与系统控制方法的基础上,研究风力发电机组成套设计原理与方法;开发风电机组系统设计应用软件并进行验证。
4、研究目标和技术经济指标:掌握风力发电机组系统设计关键技术,开发风电机组系统设计应用软件;开发的风电机组系统设计应用软件通过不低于2套第三方数据或实际参数进行验证评估。
5、实施年限:2007年7月~2009年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是高校、科研院所或企业,鼓励产学研联合申报。
一、叶片空气动力特性设计技术
1、项目类别和性质:一般科技攻关项目。
2、资助强度范围:10万元。
3、研究内容
研究叶片翼型,建立空气动力学模型,计算气动载荷和功率曲线,分析空气动力性能。研究叶片和叶尖外形优化设计技术。
4、研究目标和技术经济指标
为风电机组系统设计和叶片设计制造提供依据。
研究不低于2套叶片的空气动力特性,并与实测相关参数进行对比分析,误差不大于10%;建立至少2种变速恒频风电机组叶片翼型数据库或翼型手册。
5、实施年限:2008年1月~2009年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是高校或科研院所。
二、并网型双馈式风力发电机及其系统运行与控制技术。
1、项目类别和性质:重点科技攻关项目。
2、资助强度范围:70万元。
3、研究内容
相关标准与规范的研究;研究并网型双馈式风力发电机及其系统的数学模型,建立风电系统的数值仿真模型及物理模拟系统;研究发电机有功无功解耦控制策略及无冲击并网技术;研究电网故障状态下的发电机控制策略及系统稳定性问题;研究并网型双馈式风力发电机系统的谐波及其抑止的方法;建立风电场及其接入电力系统的模型,研究风力发电机的接入方式以及发电机与系统的相互影响;进行风电场内风力发电机并联运行的稳定性研究;为开发SCADA软件提供理论依据。
4、研究目标和技术经济指标;
建成模拟实验系统,具备工程实验研究的基础,为课题5提供工程实验支撑;
建立的物理模拟实验系统针对1.5~2.5MW双馈式风力发电机组,并具备模拟690V、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV电压等级,输电距离达300km及以上电力系统的能力,可针对电力系统正常运行与短路故障运行进行风力发电机动态模拟实验。
建立风电场数值仿真模型,所建仿真模型,其风电场的容量应不小于50MW,发电机组数不低于25组。
5、实施年限:2008年1月~2010年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是高校或科研院所,鼓励产学研联合申报。
三、1.5~2.5MW双馈式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化。
1、项目类别和性质:重点科技攻关项目。
2、资助强度范围:90万元。
3、研究内容
研究风电机组整机控制技术,包括变桨距控制技术、变速恒频技术、集中及远程监控技术、系统优化设计技术;变流器控制技术,包括仿真技术、有功无功解耦技术、电网电压跌落控制技术及无冲击并网技术、双PWM变流控制技术。批量化生产工艺及产品可靠性设计;全功率控制系统及变流器试验平台建设。
4、研究目标和技术经济指标
1.5~2.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统及变流器的研制和开发,实现批量化生产。
变流器变换效率≥95%;注入电网电流谐波(THD)≤5%;适用环境温度为-40℃~+50℃;具有集中和远程监控功能;满足1.5~2.5MW双馈式变速恒频风电机组整机配套的要求,价格比进口国外同类产品低20%以上。研制的双馈式变速恒频风电机组控制系统和变流器产品达到年产100套的生产能力,有不低于2台在实际风电机组安装运行,并完成不低于2000小时的运行考核。
5、实施年限:2008年1月~2010年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是科研院所或企业,鼓励产学研联合申报。
四、1.5~2.5MW风电机组传动链主要零部件研制及产业化。
1、项目类别和性质:重点科技攻关项目。
2、资助强度范围:90万元。
3、研究内容
研究传动链主要零部件轮毂、主轴、齿轮箱、制动器、联轴器和滑动环等部件的设计技术、装配技术及关键零部件的加工工艺技术、热处理工艺技术、润滑和密封、产品定型、批量生产的质量检验和控制技术。
4、研究目标和技术经济指标
完成1.5~2.5MW变速恒频风电机组传动链主要零部件研制和开发,实现批量化生产。
研制的传动链主要零部件适应环境温度为-40℃~+50℃;设计使用寿命20年;价格比进口国外同类产品低20%以上;满足1.5~2.5MW变速恒频风电机组整机配套的要求。研制的1.5~2.5MW变速恒频风电机组主要传动链零部件年生产能力大于100台,有不低于10台研制的风电机组传动链主要零部件在实际风电机组安装运行,并完成不低于2000小时的运行考核。
5、实施年限:2008年1月~2010年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是科研院所或企业,鼓励产学研联合申报。
五、1.5~2.5MW风电机组双馈式发电机样机研制
1、项目类别和性质:重点科技攻关项目。
2、资助强度范围: 80万元。
3、研究内容
研究双馈式发电机的电磁设计、性能优化设计技术;研究提高绝缘可靠性技术;电机结构优化及散热技术;建立满功率发电机试验平台。
4、研究目标和技术经济指标
完成1.5~2.5MW风电机组双馈式发电机样机研制和开发。
1.5~2.5MW风电机组双馈式发电机最大效率为95~97%;设计寿命20年;价格比进口国外同类产品低20%以上;满足1.5~2.5MW双馈式变速恒频风电机组整机配套要求;1.5~2.5MW风电机组双馈式发电机具备型式试验条件。
5、实施年限:2008年1月~2010年12月。
6、项目组织方式:自由申报。
7、申报说明:申报单位可以是科研院所或企业,鼓励产学研联合申报。