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1、新产品技术工作总结一、项目开发背景概述现已探明全球石油储量仅够人类开采44年，天燃气储量仅够人类开采62年，煤炭储量仅够开采230年。世界能源日趋枯竭，开发风电是世界性的能源战略。我国是能源匮乏的国家，已探明煤炭资源仅能维持20年使用（目前73.9%的电力来自于火电），2004年石油进口1.25亿吨，占总量的41%，限电拉闸已波及25个省。如果采用风电，可轻而易举地把我国电力翻一番（我国的风力资源为世界之首）。风力发电在技术上正朝着轻型、高效、高可靠性及规模化发展。随着水平轴和垂直轴风力涡轮设计和制造技术的不断改进，风轮叶片多采用轻型玻璃钢纤维强化新材料，三叶片水平轴风力涡轮的最大风轮直径已达
2、98m。而各国研究机构对风轮气动性能的研究也使风力机的效率有了显著提高；同时，当前人们所掌握的各类高科技技术手段也在风力发电的遥控技术和保护系统中得到广泛应用，通过计算机监控可以使水平轴风力机具备精确的自动调向功能，在风速过大时可自动减速，遇到台风时，叶片能自动停止运行，实现自动化保护。此外，风力机的单机容量从80年代50-100kW的小型机，迅速发展到300kW左右的中型机，现在500-1000kW级的大型机已进入商业运行。在风力发电成本方面，由于采用大型风力发电机、新型叶片设计、高级新型材料、高智能的电子技术、灵活的轮壳结构以及符合空气动力学的控制装置等，使风力发电能力大大提高，从而大幅度
3、降低了风力发电成本。另外，使用计算机技术，对风力发电机进行有效的检测和控制，也使风力发电设备进一步得到完善。新型风力发电机的发电成本已达到5美分/千瓦时，这已经和燃煤火力发电的成本十分相近最早进行风电技术开发的有美国、加拿大、德国、荷兰、西班牙及丹麦等国，其风机单机容量从最初的数瓦到今天的数兆瓦，规格在迅速增大。目前世界上从事风电机组开发制造的厂商主要为丹麦的Vestas公司、德国的Enercon公司、Nordex 公司，美国的GE wind公司、西班牙的Gamesa公司及日本三菱重工等。上述公司提供了世界风电市场装机份额86%的产品。在我国已建成的风电场中，由国外公司提供的产品份额也累计超过
4、了80%。我国真正大规模进行并网风电机组的研究及开发始于九十年代中期。随着近些年来国家组织的一系列攻关工程及863计划的支持，风电技术研究及应用在我国也取得长足进展。650KW以下机组的设计、制造及成套技术我们已完全掌握。目前国内已出现十余家进行风机机组整体集成或开发的单位。通过许可证方式从国外引进集成技术进行生产的最大机组规格为1.5MW。此外还有许多科研及高等院校等也都开始了各类风电技术的相关研究及开发。可以预计，在未来数年，我国在风电技术领域与国外的差距将会迅速缩小并能很快接近甚至超过世界先进水平。风力发电技术是涉及气象学、地理学、力学、叶轮机械、电力系统和控制系统等方面的交叉研究领域，
5、通过各学科各行业的发展大大提高发电设备的发电效率、降低发电成本。在叶片和风轮方面可以改变以往的翼型三叶片(两叶片)结构，采用柱型分流挡板直吹方盒式风轮叶片技术。在动力传动方面，风轮旋转带动连接在其上面的空心杆轴旋转，空心杆轴驱动(或者空心杆轴通过软轴驱动)小齿轮旋转。多个小齿轮共同驱动一个大齿轮转动，从而驱动发电机工作。根据我国的风电发展规划和能源需求预测，国内风电行业将有着巨大的发展空间和市场前景。二、本项目产品进行以下的技术创新风力发电的特殊性源于风力的随机性，因为必须在风电场决策和电力系统的潮流分析、稳定计算、故障分析等诸多方面，研究处理随机功率的新方法、新技术。此外，还要研究风电场的集
6、中监控和对通讯的干扰问题、风力场与电力系统的各种接口技术，以及风力发电对环境的影响。在开发、研制风力发电机的研究和实施中采取全面系统的计算分析与试验相结合的方法进行研究验证，以确保优选结构能满足特定载荷及应用工况的要求。完成施工设计及制造、试验及应用总结，开发出具有完全自主知识产权的新型风电设备。并且在已完成的风电设备研制的基础上，通过方案设计、分析，征求业内专家意见，进行设计及工艺评审、最终定型及完成施工设计。通过样机生产，进行试验验证，合格后进行风场工业应用考核、最终批量生产。本项目产品的主要创新点1）创新改进了叶片的设计本项目产品通过对叶片角度的精密设计，掌握了最佳夹角，改进了传动设计，
7、使起动风速大大低于国家行业标准，实现了低风速起动，从而加宽发电机的工作风速范围，更有效地提高风能利用。同时在叶片外顶端设计了略向内翻的弯钩，当风叶高速运转时，由于弯钩作用，促使前后对流的空气不会形成涡流而降低叶片运转的声音。大大降低了运转噪声、环保性良好。2）创新设计了无齿轮箱直驱结构直驱发电机取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到叶轮轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化，经过置于地面的电力电子变换器，将频率不定的交流电整流成直流电，再逆变成同频率的交流电输出。本风力发电机由于没有齿轮箱，零部件数量相对传统风电机组要少得多。减少了能量损耗，降低造价延长寿命,减少了维护次数
8、和成本,体积减少了50%。3）创新设计全自动独立式风力发电机塔架本机塔架底座与塔架本体之间为活动连接；在塔架与底座之间联有制动装置。制动装置可以为油压式制动装置，也可以为千斤顶。通过制动装置的上顶作用而自动将塔架本体从倒立状态升至直立状态，以完成该塔架的安装工作。与现有技术相比，具有自动化、成本低、安装维护方便的特点，仅需一两人就能完成塔架的自动安装，明显减轻了工作强度，特别适合在海岛或吊车无法到达的地方。4）抗强风控制技术由于本产品采用了先进的综合自动化控制技术，使本产品可以实现自动抗强风防卫，控制因风大而使发电机转速过高(侧偏功能)。本产品可以精确的保障发电机在1.5倍以内的额定转速下运行
9、，加宽发电机的工作风速范围。由于本产品对发电机的转速有限制功能，因此在风速高达到50米/秒时，机组还可以不超转速运行。因而可以比传统发电机在同样的条件下发更多的电力。更有效地提高风能利用。独有的芯片控制风动力减速、限速技术，控制效率非常高、非常灵敏，且对发电机无任何影响，并且可长期工作。同时也可以轻松实现手动控制限速功能，从而避免强风对机组的损坏。不会像传统机械式刹车结构那样，效率低、发热高、不能长期工作等问题。5）实行无人管理化控制由于本产品采用了先进成熟、可靠的自动化控制技术，以及优质的材料和高性能的表面处理，所以本产品具有性能可靠、稳定、寿命长等特点，本产品可以控制发电机输出电流，确保发
10、电机不会因过流而损坏。可以在蓄电池充满时自动停机，从而保护蓄电池不会过充电。由于在任何情况下风轮都不会超过2倍的额定转速，所以运转噪音非常小，且运转更安全可靠。采用多路传感器和综合控制集成电路，完全可以完成无人管理的工作状态，当然也可以实现手动停机功能。安装场地：主要是在沿海陆地和近海海域漂浮发电为主，陆地风口处、山风、谷风、坡风、江湖风、农村牧区均可，亦可安装在楼顶、房顶。适用范围：并网发电为主，也可在无电网地方，单独发电使用。如农村牧区、山区、海上船队、南极考察站安装使用，还可以与锅炉联合安装使用，可供大面积取暖等用途。 三、产品主要技术指标1）额定功率:400-3000W 2）额定转速:
11、 600-360r/min 3）起动风速: 2m/s 4）额定风速: 7-9 m/s 5）输出电压: 14-28V 140-280V 6）风叶直径: 1.98-4.5m四、功能、用途本公司拥有先进的中小型风力发电机设计、制造技术，主要生产由300W到20KW系列的风力发电机，每种型号都是一个完整的独立供电系统，能够在各种恶劣气候环境下安全运行，无需特殊的保养，是分散住户、电视差转台、气象台、哨所、海岛、部队转信台、社区、平原、农场等地的理想供电系统。本项目产品主要解决了低风速起动技术及在风力超过25米/秒以上时的控制和保护问题。发电机采用钕铁硼(N40)作为永磁体,开发生产的低速同步风力发电机
12、,具有体积小，重量轻,外观美观,发电量充足等优点，产品性能达到国际同类产品先进水平，产品售价比国际同类产品低50%以上，解决了我国风电技术发展所应亟待解决的关键问题。这一突破可促进我国可再生能源和新能源技术及相关产业的发展,符合国家可再生能源和科技中长期发展规划相关要求。五、今后发展思路HLT高效节能中小型风力发电机经过一年多时间的试制试产，已取得较好的成果和经验，并初步产生较好经济效益，具有较大的市场发展空间，因此，我们认为，该产品的试制试产是成功的。今后我们还将继续改进和完善产品性能，进一步提高产品质量，更好满足市场和用户需求。1、扩建厂房，投入批量生产。为了进一步扩大生产规模，大力发展高
13、新技术，推动科技进步，提高经济和社会效益，本公司已向瑞安市经贸局、科技局等部门提出申请，要求解决标准厂房，该计划目前正在落实之中，我们计划扩建厂房、办公楼、生活用房，购置先进设备和检测仪器，用于生产该新产品，争取年新增产值达到2000多万元。2、加强企业管理和质量管理我公司今后将继续引进中高级管理型人才，培养中层管理干部，提高全公司管理人员素质和整体管理水平，以适应企业规模化和经济全球化的需要。我公司已通过IS09001国际质量体系认证，严格按IS09001：2008的要求规范管理指导批量生产并保证质量。3、加强产学研结合，推动企业科技进步目前我公司已与浙江工贸职业技术学院、上海交通大学建立科技协作关系，进行风力发电机高新技术产品合作开发，为企业下一步发展加紧了技术储备。浙江海力特风力发电机有限公司二O一一年五月 / 文档可自由编辑打印
