近日，湖南省科技廳對2017年度省科學技術(shù)獎項目進行公示，由“風電裝備與電能變換協(xié)同創(chuàng)新中心”（簡稱風電中心）專職研究人員龍辛高工負責，黃中華等人參與的“5兆瓦直驅(qū)永磁海上風力發(fā)電機組的研發(fā)與應(yīng)用”在列。之前，科技廳公布了2017年度湖南省重點研發(fā)計劃項目立項項目，中心與湘電風能聯(lián)合申報的“智能型超大功率（7-8MW）風電機組研發(fā)”獲得立項資助，項目合同經(jīng)費176萬元。同時，中心組織校內(nèi)專家參與的2017年度湖南省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技術(shù)投資項目“高端裝備電氣傳動系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”項目也成功獲批，經(jīng)費350萬元。
作為湖南省高校首批2011協(xié)同創(chuàng)新中心，風電中心結(jié)合國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略和湖南省風電裝備行業(yè)的重大需求，圍繞大型風電機組設(shè)計、制造、運行、維護等環(huán)節(jié)中涉及的重大理論與技術(shù)問題開展科學研究，目前已成長為湖南省風電領(lǐng)域重要研究基地，擴大了學校的影響。這兩年來的中心的發(fā)展，主要成果主要體現(xiàn)在學科平臺密集落地、人才匯聚效應(yīng)明顯、學術(shù)交流頻繁開展、產(chǎn)生一批科研項目與成果、服務(wù)特需碩士人才培養(yǎng)取得豐碩成果等五個方面。
一是學科平臺密集落地
風電中心建設(shè)的重要目標是打造我國風電領(lǐng)域創(chuàng)新研究基地。2013年10月18日中心成為首批立項培育的省級協(xié)同創(chuàng)新中心，2014年9月29日通過省教育廳組織的認定。三年來，中心緊緊抓住平臺建設(shè)這個重中之重，聯(lián)合best365官網(wǎng)相關(guān)教學單位，先后申報并獲批了“風力發(fā)電機組及控制”湖南省重點實驗室（2015年）、“風電運維與測試技術(shù)”湖南省工程實驗室（2016年）、“海上風機安全服役關(guān)鍵技術(shù)”湘潭市協(xié)同創(chuàng)新團隊（2017年）。目前，best365官網(wǎng)在風電裝備與技術(shù)方面的省市級科研平臺數(shù)量位居全省高校第一。
二是人才匯聚效應(yīng)明顯
風電中心秉承“科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源”的建設(shè)理念，率先開展了人員聘任、人才評價、考核制度建設(shè)，出臺了中心“人員聘用及薪酬分配暫行辦法”、“考核管理暫行辦法”等相關(guān)文件。2015年吸納湖南大學為協(xié)同單位，進一步加強了中心力量。建立了風電裝備先進制造技術(shù)、電能變換技術(shù)、運行控制技術(shù)、風電裝備測試與故障診斷技術(shù)、海上風力發(fā)電技術(shù)等5個研究團隊，根據(jù)創(chuàng)新任務(wù)需要，組建了“風力發(fā)電機設(shè)計與控制技術(shù)”創(chuàng)新團隊。
目前，中心聘有專職研究人員67人，隊伍年齡結(jié)構(gòu)和學緣結(jié)構(gòu)更趨合理：其中國家“千人計劃”1人，教育部新世紀優(yōu)秀人才2人，973計劃項目首席專家2人，國家科技支撐計劃項目首席專家5人，863計劃項目首席專家3人，湖南省121人才4人，教授21人、博士33人。
三是學術(shù)交流頻繁開展
為了提高學術(shù)水平，擴大中心影響，中心十分注重學術(shù)交流。中心承辦了系列國際國內(nèi)會議，包括2016年與湖南工業(yè)大學等聯(lián)合承辦的“第五屆復雜系統(tǒng)和應(yīng)用(ICCSA 2016)”國際會議，2017年承辦中國振動工程學會轉(zhuǎn)子動力學九屆二次理事會暨2017優(yōu)秀青年論壇，協(xié)辦中國電工技術(shù)年會、新能源與環(huán)境國際合作發(fā)展論壇等重要國際、國內(nèi)學術(shù)會議。中心還鼓勵并資助成員積極參加風電行業(yè)相關(guān)的各類會議。目前每年進行學術(shù)交流達50余人次。
中心積極邀請國際國內(nèi)知名專家來中心講學，包括國際知名風資源評估和風力發(fā)電機故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控專家、英國拉夫堡大學Simon Watson教授，國家杰青、上海交通大學張文明教授，美國密歇根大學高飛教授，英國紐卡斯大學楊文獻教授，上海交通大學彭志科教授等。
中心注重團隊內(nèi)部學術(shù)交流，專門下發(fā)文件要求每個研究團隊每年至少開展2次內(nèi)部學術(shù)交流，至少邀請國內(nèi)外知名專家舉辦學術(shù)講座1次。中心理事會提出“中心技術(shù)研究必須服務(wù)企業(yè)技術(shù)需求”，2016年5月13日，中心與湘電集團舉辦“技術(shù)需求對接大會”。中心專家與湘電集團十四名技術(shù)人員就風電領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題進行深入交流。結(jié)合問題大力開展科學研究，在服務(wù)企業(yè)的同時也提升了科研針對性，提升了自身科研水平。
四是獲得一批科研項目與成果
三年來，風電中心新增國家級項目22項，省部級科研項目46項，橫向課題53項，申請發(fā)明專利33項，授權(quán)專利39項，獲省市級科技獎勵8項，主要標志性成果有：
5MW及以上海上永磁風力發(fā)電機技術(shù)研究。完成了大型海上永磁風力發(fā)電機散熱性能分析、大型海上永磁風力發(fā)電機防鹽霧防腐蝕設(shè)計、大型海上永磁風力發(fā)電機功率變流試驗，實現(xiàn)了我國真正意義上的海上5WM風力發(fā)電機組（XE128-5000）小批量生產(chǎn)，已裝機10臺，新增銷售收入3.6個億，相關(guān)技術(shù)先后獲湖南省科技進步一等獎、教育部科技進步二等獎。
直驅(qū)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)機電耦合建模與優(yōu)化設(shè)計。建立了系統(tǒng)電、磁、熱、力等多物理場耦合分析模型，發(fā)明了PWM整流器控制下直驅(qū)永磁風力發(fā)電機多工況全局效率最優(yōu)設(shè)計方法和單軸承支撐的直驅(qū)永磁風力發(fā)電機，突破了復雜條件下發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配的關(guān)鍵問題，發(fā)電機有效材料消耗降低10%、平均效率提高3.7%，提出了基于重復齒槽單元的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法，發(fā)電機齒槽轉(zhuǎn)矩降低65%，獲湖南省科技進步一等獎、二等獎各1項。
高壓中型網(wǎng)絡(luò)群控綜合測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)集電機試驗、變頻技術(shù)、測控技術(shù)等專家于一體，達到試驗過程節(jié)約能源、低噪聲的綠色制造友好性目的，是目前國內(nèi)最完善的風力發(fā)電機滿功率試驗平臺之一，為“國家能源風力發(fā)電機研發(fā)（實驗）風電中心”的核心裝備，試驗能力國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進，相關(guān)成果獲湖南省科技進步二等獎1項。
高性能變槳偏航電機研制及其控制技術(shù)研究。完成了兆瓦級風電他勵串勵電機、永磁變槳電機電磁設(shè)計，偏航電機型式試驗和可靠性試驗、變槳電機型式試驗和可靠性試驗，到2016年底已完成3500臺套，產(chǎn)值超過1億元，打破了國外變槳伺服電機壟斷市場的格局。
風電機組智能控制技術(shù)研究。提出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的空間矢量調(diào)制方法和基于自適應(yīng)模型預測控制的DFIG直接功率控制方法，提出了基于無功功率參考模型的轉(zhuǎn)子電阻在線辨識方法、基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定子電阻辨識方法、基于參數(shù)辨識和擴展狀態(tài)觀測器的轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速觀測方法，提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)閉環(huán)磁鏈觀測器，解決了低速區(qū)交流電機磁鏈難以準確觀測的問題，發(fā)表期刊論文17篇，SCI、EI收錄8篇，科學出版社出版專著《多變量系統(tǒng)模糊/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制》，獲湖南省自然科學三等獎。
風電裝備關(guān)鍵零部件故障發(fā)生機理研究。研究了風電裝備關(guān)鍵零部件的故障發(fā)生機理，提出典型零部件的失效準則，針對葉片、變漿軸承、齒輪箱等關(guān)鍵零部件典型故障發(fā)生機理進行了研究，結(jié)合湘電風能多個風電場提供的典型故障信號特征，提出了葉片，變漿軸承，齒輪箱等零部件的失效準則，發(fā)表相關(guān)學術(shù)論文6篇，申報發(fā)明專利2項，獲湖南省自然科學三等獎1項。
大型風電機組性能試驗技術(shù)及應(yīng)用。提出了一種采用交流變頻器控制永磁電機模擬風電機組風輪載荷的方法，通過發(fā)電機輸出轉(zhuǎn)矩與模擬風速的匹配控制，實現(xiàn)被試發(fā)電機工況模擬；提出了一種雙饋風電機組軸系彎曲振動和扭轉(zhuǎn)測試測試方案；試驗裝置已為多家風電整機生產(chǎn)企業(yè)、風電變流器生產(chǎn)企業(yè)開展試驗測試，制定行業(yè)標準2項，發(fā)表學術(shù)論文3篇，授權(quán)發(fā)明專利1項、實用新型專利2項,獲湘潭市科技進步二等獎1項。
抗暴風型風力發(fā)電機組的研發(fā)與應(yīng)用。應(yīng)用了暴風停機保護策略，優(yōu)化設(shè)計了風機控制軟件和實測臺風數(shù)據(jù)風模型計算方法，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化風機數(shù)據(jù)實時采集及分析系統(tǒng)，并針對極端載荷設(shè)計關(guān)鍵承力部件，解決了臺風等暴風極端天氣下大型風機安全運行及可靠性技術(shù)難題，開發(fā)出2MW系列抗暴風型直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組產(chǎn)品，取得發(fā)明專利3項，填補了國內(nèi)空白，獲湖南省科技進步三等獎、湘潭市科技進步獎二等獎。
直驅(qū)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)快速功率控制與高品質(zhì)電能轉(zhuǎn)換。建立了直驅(qū)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換與功率控制綜合模型，發(fā)明了基于PWM整流器的直接功率預測控制方法和基于虛擬同步的無功功率控制方法，突破了風速易變條件下發(fā)電系統(tǒng)有功功率和無功功率快速響應(yīng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)；提出了發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)變流器環(huán)流和諧波抑制方法，系統(tǒng)環(huán)流降低65%，電流畸變率（THD）抑制到1.5%，獲教育部科技進步二等獎。
五是人才培養(yǎng)取得豐碩成果
2011年，動力工程（風電技術(shù)方向）獲批為專業(yè)碩士學位點，研究生由best365官網(wǎng)與湘電集團聯(lián)合培養(yǎng)。中心作為雙方科研合作的重要平臺，為高層次人才培養(yǎng)提供了實質(zhì)性幫助。
一是提供師資條件、實驗條件、技術(shù)開發(fā)和學術(shù)研究條件等，將人才培養(yǎng)與技術(shù)開發(fā)、工程建設(shè)和生產(chǎn)實際結(jié)合。多名中心專職人員進入湘電開展風電研究工作；湘電的技術(shù)人員來到動力工程（風電技術(shù)方向）專業(yè)學習后返回公司繼續(xù)工作。湘電集團有15位工程技術(shù)人員在best365官網(wǎng)擔任碩士生導師。二是整合協(xié)同創(chuàng)新體各組成單位的優(yōu)勢科技資源平臺，通過協(xié)同體各單位的博士后工作站、工程技術(shù)風電中心、重點實驗室等資源，多渠道強化對人才的培養(yǎng)。目前協(xié)同體單位為人才培養(yǎng)開放的平臺20余個。
三年多來，中心共培養(yǎng)研究生24名，培訓企業(yè)骨干300余人次。高質(zhì)量的研究生培養(yǎng)，為企業(yè)解決了技術(shù)難題。謝衛(wèi)才副教授帶領(lǐng)研究生張海、賀斌等進行大型風電機組變槳電機研發(fā)。成功研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、多型號、系列化的變槳伺服電機，率先實現(xiàn)兆瓦級風機關(guān)鍵部件國產(chǎn)化，結(jié)束了風電變槳伺服電機長期依賴進口的格局。楊躍龍教授、趙毅君教授帶領(lǐng)研究生陳曉雷、羅浩等研制成功了數(shù)字化電機測試平臺，研制過程中攻克了能量回饋處理等難題，目前已推廣到包括湘電集團、大亞灣核電站在內(nèi)的50多家企業(yè)，為企業(yè)直接節(jié)省測試成本近億元。研究生張明陽在北京金風科創(chuàng)風電設(shè)備有限公司進行專業(yè)實踐期間，針對風力發(fā)電變槳系統(tǒng)滑環(huán)在使用過程中維護困難、故障率高等問題，研究采用無線電能傳輸方案的滑環(huán)取代常規(guī)滑環(huán)，提出了控制信號、動力信號分離、中繼器抗擾的方案，企業(yè)采用這種方案后將滑環(huán)故障降低60%。
長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。風電中心在探索協(xié)同創(chuàng)新機制，服務(wù)社會，提升best365官網(wǎng)人才培養(yǎng)、學科建設(shè)和科學研究能力的同時，將突破一批風電領(lǐng)域急需解決的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，為我國風電裝備制造業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供技術(shù)支持和理論支撐。
