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面向沙戈荒地区的风电机组平台化设计与多源信息融合智能控制关键技术及应用

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,软件著作权,著作权,新技术

发布时间: 2026-07-21 14:17:32

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 何永君 | 2026-07-21 14:17:33

本研究紧扣国家能源转型战略,针对沙戈荒地区恶劣环境与复杂风况,研发***级风电机组平台化设计与智能控制关键技术,形成适用于陆上大兆瓦风电机组的完整技术体系。项目以中央引导地方科技发展专项资金项目及哈密高新区科学研究与技术开发计划项目为支撑。研究突破机组系列化模块化设计、激光雷达前馈降载、塔架净空保护、偏航寻优控制、尾流协同优化及关键部件智能故障诊断等核心技术,有效解决大兆瓦风机在极端风沙、强湍流、复杂地形下载荷大、净空风险高、发电量偏低、故障预警难等行业痛点。通过平台化设计实现部件通用化与定制化高效结合,提升生产效率与产品可靠性。依托多源感知与智能控制算法,优化机组运行策略,增强环境适应性与发电性能。构建数据驱动的故障诊断模型,实现关键部件早期预警与主动保护,提升机组全生命周期安全稳定运行能力。相关技术获2022年新疆维吾尔自治区科技进步一等奖,成果具备成熟的工程化应用条件,可广泛应用于三北大基地及沙戈荒风电项目,推动大型陆上风电装备技术升级。

形成沙戈荒地区***级风电机组平台化设计技术,实现模块化、通用化、系列化开发,大幅提升生产效率,生产周期缩短10%。创新激光雷达测风前馈控制、净空保护、偏航寻优、尾流协同等智能控制技术,显著提升机组发电量与运行安全性,提升***级机组的发电量≥1%。提出多维度特征挖掘与深度学习融合的故障诊断方法,实现偏航、发电机、变桨等关键部件精准预警。技术具备完全自主知识产权,整体技术达到了国际先进水平,在机组降载控制、塔架净空保护和机组安全控制技术方面达到国际领先水平,可满足大型风电基地高效、可靠、低成本开发需求。通过成果转化,成功提升了生产能力,达到了年产200台***级机组的目标,销售风机超过64台,销售收入达到8.93亿元。

本成果可广泛应用于我国沙戈荒、三北等中高风速区域的陆上大型风电基地建设,亦可推广至中亚、中东、非洲等具有相似风能资源禀赋的海外集中式风电市场,覆盖新建项目规模化开发与存量机组智能化改造两大核心场景,应用场景多元、市场空间广阔

随着全球能源转型加速推进与我国“双碳”战略深入实施,沙戈荒地区已成为我国风电规模化开发的核心阵地。从市场趋势看,***级大兆瓦机组正成为主流选型。本成果形成的平台化设计技术,灵活适配年平均风速6-10m/s、湍流强度0.08-0.18的多类风区,既能为新建大基地提供标准化、低成本的机组解决方案,通过智能控制与故障诊断系统,提升发电量1%以上、降低运维成本约20%,有效压缩全生命周期度电成本,显著提升项目投资回报率。

国际市场层面,本成果技术体系已在北美、南美、中东、澳洲、东南亚等全球多个国家实现订单增长,其中衍生机型已成为美澳欧、亚非拉等III类风电市场的主力产品。相关机型已获得国内CGC型式认证A证、国际DNV设计认证,部分机型通过欧盟严格的EPD环境产品声明验证,具备进入全球主流市场的资质条件。技术经过国内沙戈荒极端风沙、强湍流、大温差等恶劣工况的多年工程验证,具备极强的环境适应性,可直接适配北美低温冰冻、澳洲弱电网、南美地震高发、东南亚高温潮湿及海上高盐高腐蚀等全球各类复杂应用场景,能够大幅降低海外项目的技术适配成本与市场推广周期,快速实现中国风电装备全产业链协同出

本项目依托新疆大学可再生能源发电与并网技术团队,联合金风科技股份有限公司,哈密金风风电设备有限公司、乌鲁木齐达坂城金风科技有限公司及重庆大学等单位,形成“产学研用”深度融合的创新方式。团队围绕大兆瓦风电机组关键技术开展攻关,发表论文15篇,授权发明专利10项、实用新型1项、计算机软件著作权2项,相关成果获2022年新疆维吾尔自治区科技进步一等奖。联合培养博士、硕士及技术骨干10余人,完成***级机组工程化验证与量产,为我国风电产业发展提供了技术与人才支撑。

本项目已完成全部研发攻关与工程验证,建成年产200台***级风电机组的智能化生产线,实现规模化产业化落地。累计销售GWH204-6.25等主力机型64台,实现销售收入8.93亿元,直接经济效益显著。技术应用后,年发电量提升1%以上、运维成本降低约20%

社会效益方面,突破了沙戈荒大兆瓦风电机组核心控制技术瓶颈,实现关键技术完全自主可控,显著提升产业核心竞争力。促进了我国风电行业整体设计制造水平的提高、推动了产业技术水平升级。依托项目建成了1个国家工程技术中心,1个省部级重点实验室,风机实训平台等,构建了服务全国的公共创新平台。带动我国风电企业实现了从引进消化到自主创新的跨越式发展,增强了我国风电的综合竞争力,为促进我国风电行业科技进步做出了贡献。带动相关产业链的发展,不仅引入中航辉腾、西安永济的一批央企进住新疆,更是拉动出新疆泰胜、新疆北车能源装备、新疆新能钢构等一批新疆本土向新能源领域转型。

通过产学研协同创新,联合培养博士、硕士研究生及核心技术骨干10余人,为新疆及全国风电产业输送了一批高层次专业人才。

生态效益方面,积极响应国家双碳”战略号召与大力发展可再生能源、构建新型电力系统的政策要求,风电作为清洁可再生能源,可有效替代化石能源发电,显著降低煤炭消耗与二氧化碳、二氧化硫等温室气体及污染物排放,助力能源结构向清洁低碳转型,为保障国家能源安全、推动经济社会绿色高质量发展做出重要贡献。

后续计划投入资金用于生产工艺优化与技术迭代,进一步提升生产效率与产品性能。

本项目围绕沙戈荒地区大型风电基地建设需求,新疆大学联合金风科技股份有限公司,哈密金风风电设备有限公司、乌鲁木齐达坂城金风科技有限公司及重庆大学等单位,构建高校关键技术研究、企业制造、工程验证、产业推广的科技成果转化体系,推动***级陆上大兆瓦风电机组关键技术实现产业化落地。

项目采用“产学研用深度融合”的成果转化模式,高校团队主要负责核心理论研究、关键算法开发及智能控制技术创新,企业负责整机制造、系统集成、工程验证及市场推广,实现科研成果与产业需求的高效衔接。通过产业合作平台,建立长期稳定的协同创新机制,形成技术研发、产品迭代与工程应用协同推进的发展模式。

在成果转化过程中,项目首先依托高校科研平台通过仿真分析、实验测试及载荷评估,形成适用于沙戈荒复杂环境的大兆瓦风电机组设计方案。在此基础上,与合作企业共同开展样机研制与验证,在实际风电场景下对机组运行稳定性、环境适应性及发电性能进行工程化优化。

项目成果转化主要包括以下几个方面:

开展大型风电机组产业化生产,建立年产200台***级机组的产业化能力;

推动智能控制技术工程化应用,实现复杂风况下载荷降低10%-20%、机组发电量提升1%以上;

建设风电智能运维平台,实现关键部件故障预警与主动干预,降低运维成本约20%;

推动成果在“三北”大型风电基地、沙戈荒新能源基地及海外风电项目中的规模化应用。

目前,项目成果已完成工程化验证并实现批量应用,累计销售***级风电机组64台,实现销售收入8.93亿元,取得了显著经济效益与社会效益。未来,项目将进一步推动成果在大型新能源基地及国际市场中的应用,加快形成具有国际竞争力的国产大兆瓦风电装备产业体系,为我国新能源产业高质量发展和新型电力系统建设提供重要技术支撑