2022年大型海上风电关键技术与装备 .pdf

1 国家重大产业技术开发专项大型海上风电关键技术与装备（3MW 以上海上风力发电机组研发与产业化）一、申报单位概况上海电气风电设备有限公司由上海电气集团股份有限公司控股，是大型风力发电机组设计、制造、销售、技术咨询、售后服务的新能源专业公司。公司成立于 2006 年 9 月，总部位于上海紫竹高科技园区，生产基地分别位于上海闵行经济技术开发区和天津北辰科技园区。通过技术引进并消化吸收，1.25MW风力发电机组已形成批量生产，08 年将完成 300MW 的生产；通过与国际知名风机设计公司合作，联合设计的 2MW 机组今年将完成小批量生产。依靠上海电气人力资源优势和产业优势，一支结构合理、专业搭配齐全的风电工程技术团队业已形成。目前公司现有员工200 余人（ 08年底将有 400 人） ，其中本科以上 84 人、硕士 20 人、博士 1 人，上海电气的风电产业正处于高速发展之中。二、申报项目名称及主要内容申报项目名称： 3MW 以上海上风力发电机组研发与产业化主要内容： 开发研制具有完全知识产权的3MW 以上大型海上风力发电机组， 并实现技术产业化生产，主要内容为：1. 研制海上 3MW 以上双馈式变速恒频海上风电机组的总体设计技术；包括气动设计、结构设计和载荷计算；2. 大型海上风力发电机组系统集成技术；分部件接口技术；3. 海上风电机组控制策略的研究和应用；4. 海上风电机组机群远程监控技术的研究和应用；5. 大型海上风力发电机组的塔架基础设计技术研究；6. 海上风电机组在线监测、预警及故障诊断技术；7. 海上风电灾害预防及预防控制技术；8. 海上风电机组在特殊的海上气候、环境条件下, 基础塔架、防腐、防潮、抗台风等的技术解决方案和材料开发利用；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 9. 大型海上风力发电机组雷电保护系统开发；10. 海上风力发电机组海上风电场的安装技术和示范运行；11. 大型海上风力发电机组相关技术标准研究与制定；12. 海上风电机组、关键部套、工艺技术研究与突破；三、产业基础1. 1.25MW 机组消化和 2MW 风机的联合设计，为实施本项目打下了坚实的基础上海电气风电设备有限公司引进的国际先进水平的1.25MW 风力发电机组技术，通过消化、吸收，在较短时间内已实现1.25MW 风机的产业化生产，目前风机部件国产化率已达到75% 以上。该项目已于07 年 6 月被上海市高新技术成果转化项目认定办公室认定为高新技术成果转化项目。在引进技术消化吸收的基础上完成了二次创新，已研制开发出适合我国风况条件的1.25MW低温型风力发电机组。在二次创新过程中，我公司已申请了54 项专利，其中发明专利32 项、实用专利 21 项，目前 4 项实用新型专利已获得授权，32 项发明专利已初审合格。通过与德国 Aerodyn 公司联合设计，完成了具有自主知识产权的2MW 大型风力发电机组设计， 2MW 风力机组样机将于08 年 3 季度下线。与国际知名公司联合设计的方式，使技术团队得到了实质性的锻炼和全面的提高, 为自主研制大型海上风机做好了准备。2. 引进全套风机设计软件，形成完整的海上风机设计能力上海电气投入巨资， 引进了德国 Aerodyn 公司含源代码的风机全套设计软件（61个设计软件 )和巨大的翼型数据库、技术专利数据库、技术文献数据库；在掌握这些核心技术后， 可以根据市场需要进行独立自主开发设计各类新机型，包括海上风力机组； 在我公司拥有这样全套的设计软件和巨大的数据库后，真正成为了国内第一家具备独立研发海上风机的能力的公司，为研制海上风机提供技术保障。3. 投入巨资 , 培育自主研发创新能力为了更快、更全面地掌握风机设计核心技术, 上海电气还投入巨资与德国Aerodyn 公司签订了合作与技术转让项目，由德国专家进行系统培训和伴随工作 2 年半, 具体培训内容涉及到风机设计和制造的全过程, 通过共 20 个不同培名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 训课程使工程师熟悉风机技术和理论，并熟悉61 个设计软件的实际操作。通过系统培训 , 使我公司能尽快形成一支能独立、 完整开发设计大型风机的技术团队,从容应对海上风机研制的挑战。该项目目前已正式启动。4. 上海电气集团优势为海上风机研制提供坚强组织和保证上海电气是国内最大火力发电集团, 集聚了一大批机械、 电气、材料、动力、控制、等关键工程技术人员， 掌握着世界一流的发电专业技术，具有强大的人才优势和机组配套能力，装备齐全, 同时凭借良好的地域优势，源源不断吸引着国内外专家学者和工程技术人员加盟，人才、资金和发电设备专业技术在国内是无可比拟的。5. 已承担的项目为研制大型海上风机提供了可行性上海风电风电设备有限公司承担了国家科技部科技支撑项目 海上风场关键技术的开发和上海市科教兴市项目MW 级风机产业化和2MW 风机开发等一大批市级科研攻关项目。在承担的国家科技部科技支撑项目中，我们做了海上风电场及海上风机关键技术前期研究 , 通过风电场选址、 海上风电场电力输送技术、 机组的选型、 安装、运行和维护技术的研究 , 海上风电机组基础结构的研究, 环境载荷对基础作用力的影响、基础强度设计等, 为研制大型海上风机做好了前期必要的准备和铺垫,为本项目执行打下必不可少基础。6. 利用区域优势 , 构筑产学研平台上海集中了国内一流的大专院校和研究机构, 是全国最大的人才集聚地, 不少大专院校和研究机构已经承担着风电学科的研究, 在 1.25MW 消化吸收和 2MW 联合开发进程中 , 我们和上海交大、同济大学、上海勘测设计院、汕头大学等建立了国内产学研平台 , 同时培养了一批全国范围内的部件供应商, 只要我们优势互补, 利用好全国最好的区域优势, 带动起长江三角洲乃至国内人才资源, 是有把握完成本项目相关课题的攻关。7. 临港制造基地建设为本项目的实施提供了保证我公司在现有的生产基地基础上扩容厂房, 增加生产能力同时，抓住重新调整上海重型装备业布局的契机， 通过增资扩股等资本金追加, 计划拆资近 10 亿人民币在上海临港重装备工业区建造适合大型海上风力发电机组制造基地, 该制造名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 基地生产能力和建设时间衔接上完全能保证3MW以上海上风力发电机组的研制要求。目前一期制造方案已获上海市相关政府部门的审核, 准备于今年上半年开始启动。四、公司现有产品的经营业绩公司在 06 年即已承接山西国际电力的右玉、平鲁项目和山东鲁能的白云、莱州项目共计 200MW ，这 4 个项目正在实施过程中，目前已安装了25 台风力发电机组并已并网发电。现已承接的订单已达650MW, 包括中广核 2 个项目、京能集团 2 个项目，华能集团2 个项目，华电集团2 个项目等。公司 08 年预计完成 15 亿元产值， 09年完成产值 35 亿元以上。五、创新点和关键技术1.海上风电机组整机设计技术；2.海上风电机组基础设计技术及基础损伤检测与评价技术；3.海上风电机组抗台风设计技术；4.海上风电机组在线监测、预警及故障诊断技术；5.海上风电机组防腐技术；6.海上风机的安装、运行维护技术7.海上风力发电机组的相关技术标准；8.海上风机关键部件的设计技术六、经济效益、社会效益预测1. 经济效益本项目达纲形成产业化后预计整机年销售收入可50 亿元以上，拉动几百亿元产业链产值的形成， 可带动上海地区及长三角地区的部件供应商的发展（叶片、齿轮箱、控制系统、液压及机械加工、热加工等产业），可带动风电工程EPC产业的跨越式发展，海上风电场的建设，45% 左右是工程服务产业，项目抗风险能力良好。2. 社会效益名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5 大型海上风力发电机组的研制， 不仅对于掌握提高我国大型风力发电机组研发能力也有更好的互补作用, 而且为我国综合利用海上资源开辟了一条崭新的途径，是一项利国利民的环保项目，符合可持续发展的国家战略方针, 符合国家产业导向和能源结构调整，因此，本项目的实施符合国家战略发展目标要求, 能促进科技进步、推进产学研合作进程，增强企业自主创新与开发能力, 同时为社会提供更多的就业岗位 , 达到节约煤、 水资源，实现可持续发展 , 对于促进科学开发和利用海资源有极大的示范效应和社会效益。能够形成上海为主体的海上风机产业体系，研发、制造、配套、工程服务为一体化的集成效应，形成上海的海上风机整体技术的创新和提高，服务国内外。根据“十一五”国家中长期科学和技术发展规划纲要和国内对海上风力发电的迫切需求，上海东海大桥两侧、浙江沿海、广东茂名、江苏沿海等海上风场前期测风选址等准备工作已经开始, 市场前景非常看好。而且实施大型海上风机项目可以带动长江三角洲和国内风机部件产业链的发展, 对于尽快形成风机部件制造规模产生非常大的推进作用, 对于大型风力发电机组出口也有直接的帮助。2008年， 3MW 以上风力发电机组开始设计， 2009 年底2010年上半年出样机，2010 年2011年开始小批量生产（年产50 台左右） ，2012 年开始批量生产，形成年产 150 台以上的生产能力。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -