[00916259]大型双馈风力发电机组电气控制系统关键技术及产业化

该项目属于能源与环境技术领域。2005年起中国风电市场快速发展，为满足市场对风机产品的需求，国内整机厂家普遍采用国外给于特许权的方式生产MW级风电机组，并逐步积累经验消化、吸收再创新从而形成自己的产品，在这个过程中，由风电变流、叶轮变桨和风机整机控制器组成的风机电气控制系统成为最核心、也最难于掌握的技术。为此上海电气集团联合上海交通大学风力发电研究中心率先开展风机电气控制系统的研发工作，于2006年双方签订了"1.25MW和2MW双馈风力发电电控系统"合作开发合同，2008年签订了"2MW风力发电机组电伺服变距技术开发"合作开发合同，2009年签订了"3.6 MW大型海上风电主控系统及变换器研究"合作开发合同，此间针对MW级风机的电气控制系统，上海电气集团与上海交通大学联合得到了上海市科委的大力支持，分别完成了"3.3MW海上风力发电机组研制与示范--海上风机电气控制策略"、"风机低电压穿越与有限调度策略及测试方法的研究"、"模块化、组合式通用MW级风电变流器控制算法研究及控制器研制"、"5MW以上直驱型海上风电系统建模与故障预测技术研究"等课题。具体合作模式是：上海交通大学与上海电气输配电技术中心联合攻克技术难关并完成工业样机，由上海电气电力电子公司(原深瑞克斯公司)实现产业化生产，上海电气风电设备有限公司使用并反馈使用中的问题，再由研发和生产部门完善，直到产品成熟。经过持续8年的合作攻关，截至2014年已全面完成1.25MW、2MW、3.6MW双馈风电机组电气控制系统的研发及产业化工作，同时上海交通大学也为上海电气集团培养了4个博士、4个硕士。该项目的完成，自主研发出1.25MW、2MW、3.6MW双馈风电机组的整机控制器、变流器和2MW风机电伺服变桨系统，全部技术实现了产业化应用，完成了3MW和5MW永磁直驱风电机组全功率变流器的研制任务，为大型海上直驱机组变流器的产业化提供技术储备。在国内形成四个方面的首创：(1)是国内唯一一家同时拥有风电变流、叶轮变桨和风机整机控制三大电控技术自主知识产权并全部实现产业化的产学研合作体；(2)首次采用模块化并联组合方式实现1.25MW、2MW和3.6MW双馈风电机组全系列风机变流器，并结合并联结构特点实现了变流器的热平滑控制；(3)3.6MW风电变流器是首次被使用于海上风机的国产变流器(东海大桥二期)，打破海上风机全部使用国外变流器的局面；(4)首次实现技术开发与人才培养的同步进行，为电气集团培养出4个博士、4个硕士，形成完整的风电机组电气控制技术原创性研发团队。该项目实现三大技术突破：(1)风电变流器的模块化、智能组合技术；(2)变桨、变流、主控集成一体化优化控制技术；(3)基于电磁功率观测的独立变桨技术。该项目取得授权发明专利11项、实用新型专利13项、软件著作权8项、发表学术论文112篇、申请受理发明专利13项、培养风电领域博士毕业生11人、硕士毕业生22人。截至到2014年底，风电变流器、整机控制器和变桨系统累计生产约4000台套，实现销售收入约7亿元。产品遍布全国17个省、直辖市和自治区。