[00734879]高可靠大功率双馈风力发电机及励磁控制系统关键技术与应用

立项之初，中国在大功率风电机组及零部件设计和制造技术方面与欧美风电强国有较大差距。双馈发电机及变流器作为风电机组的核心部件，其大容量和高可靠性是中国风电实现从陆地到海上发展的技术瓶颈。大容量风电机组对双馈发电系统的电磁和结构优化设计、安全可靠性、控制策略、运行维护、冷却散热等均提出了更高的要求，急需加强自主创新、掌握核心技术。在辽宁省重点科技攻关计划项目和欧盟国际合作项目的共同资助下，沈阳工业大学联合浙江大学，与中船重工电机科技股份有限公司、深圳市禾望电气股份有限公司、西安盾安电气有限公司等多家国内双馈风电骨干企业开展了产学研合作，通过自主研发、协同攻关，针对大功率双馈风力发电机及其励磁控制系统取得了多项重大技术突破： (1)首次提出了基于磁场调制理论的有刷和无刷双馈发电机统一分析与设计方法，建立了其电磁性能计算的完整技术体系，总结出适应电网故障运行的参数选取原则与范围，提出了新型模块化笼障转子结构，实现了大功率双馈发电机的高可靠性设计。 (2)提出了不平衡电网下基于直接功率/转矩控制的双馈发电机最大功率跟踪控制方法和新型撬棒保护配合无功功率支撑的控制策略，发明了一种故障穿越测试控制技术和变流器故障诊断方法，大大增强了双馈风电系统在复杂电网条件下的运行能力和可靠性。 (3)针对高原、超低温等多种复杂环境，建立了基于流-固耦合的双馈风电系统统一热管理模型，发明了一种新型冷却散热方法与结构布局，突破了多部件热耦合条件下的多目标散热气流组织优化技术难题，大大提高了双馈风电系统的环境适应性与可靠性。 专家评价认为：该项目在大功率双馈风电系统的特定环境适应性技术和发电机无刷化高可靠性技术方面达到了国际领先水平。 该项目获授权发明专利30项，实用新型专利12项，参与制定国家标准2项，发表SCI/EI论文五十余篇。2016-2018年生产并销售双馈风力发电机2810台，双馈变流器3315套，新增销售额18.57亿元，新增利润5.04亿元，新增税收2.07亿元，累计发电量240亿千瓦时，节约标准煤960万吨，减少有害气体排放2460万吨，经济效益和社会效益显著。该项目促进了中国大功率双馈风力发电机及其控制技术和产品从引进到自主创新的重大发展，完善了双馈风电机组产业链，极大地增强了中国风电在国际市场的竞争优势，项目实施和成果推广对促进地方就业、增加税收、充分利用可再生能源、建设环境友好型社会发挥了重要作用。