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西南石油大学
西南石油大学 四川省
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智创风电——高效垂直轴智能磁阻微风发电系统领航者

2023-07-17 15:53:31
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
所属领域:
新能源与节能环保
产品服务:

一、项目进展

创意计划阶段

二、负责人及成员

姓名

学院/所学专业

入学/毕业时间

学号

明兴莹

电气信息学院/电子信息

2020.09/2023.06

202022000205

亢庆林

电气信息学院/电子信息

2020.09/2023.06

202022000208

房蕾

电气信息学院/控制科学与工程

2021.09/2024.06

202121000171

龚旭辉

电气信息学院/能源动力

2021.09/2024.06

202122000146

罗华林

电气信息学院/电子信息

2021.09/2024.06

202122000107

吴磊

电气信息学院/控制科学与工程

2020.09/2023.06

202021000141

李婷玉

电气信息学院/电子信息

2020.09/2023.06

202022000219

荆浩婕

电气信息学院/电子信息

2020.09/2023.06

202022000228

吴佳航

电气信息学院/能源动力

2021.09/2024.06

202122000131

王潇

电气信息学院/能源动力

2021.09/2024.06

202122000136

三、指导教师

姓名

学院/所学专业

职务/职称

研究方向

李红伟

电气信息学院/电气工程

教授

综合能源系统、智能电机控制、油田用电设备控制系统设计及节能技术等

刘强

电气信息学院/控制工程

讲师

四、项目简介

随着我国“双碳”目标的提出,风力发电迎来新的机遇;国家能源局数据显示,计划到2030年我国风电装机容量将达到8亿千瓦以上;工信部近日指出,打造绿色低碳产品供给体系,需进一步加大国产风机、节能电机等装备供给,完善中小型风电装备产业链。由此可见,“十四五”期间中小型风电产业需求巨大。

本项目通过优化垂直轴风轮和开关磁阻发电机本体结构,采用更加先进的发电控制策略和算法,经过模拟试验和现场运行,发电系统风能利用率提高20%、发电效率提高至80%以上,发电设备成本降低40%,起动能力和发电过程稳定性得到大幅增强,实现2m/s微风起动,将系统响应速度控制在1ms以内,输出电压波动率控制在1%以内。

本项目是以西南石油大学智能电机控制领域专家李红伟教授为主导,依托四川署信驱动科技有限公司为代工企业,团队既拥有6名专攻开关磁阻发电系统结构优化和先进控制策略的技术研发人员,又拥有8名熟练掌握财务分析和营销策划的财务人员,致力于高效垂直轴智能磁阻微风发电系统技术研发与财务销售全方位推进。

目前,实验样机经桂林电子科技大学工程实验中心检测合格,与达州市石桥镇签订产品意向合同50余万,产品受到当地群众一致好评,并入选《成都市科技局2022年技术创新研发项目》,衍生项目获得2022年度四川省科学技术奖提名,团队成员共申请发明专利8项,软件著作权11项,发表高水平论文5篇。

经过充分的市场调研,我们将我们的目标市场细分为用电难地区乡村振兴工程、市政节能照明工程、通信基站电力系统建设与改造、城乡智慧交通系统用电等。现阶段,本项目主要采取to B和to G的商业模式,借着“乡村振兴计划”和“十四五风电下乡政策”站稳脚跟,通过政府高校投标工程与其建立合作关系,然后面向中国电信等国企央企开展定制化风电设备销售与服务,借助产品技术优势和政策支持打开市场,潜在订单额超百亿。

项目通过出售核心产品、维修保养服务以及零部件销售的方式获取利润。计划在今年年底成立公司,首轮融资800万元,拟释放股权10%,其中400万元用于研发平台建设与产品研发。预计到2025年销售总营业额可达8000万元,净利润可达2400万元。

本项目可直接提供产品研发、安装维护、市场销售等近20个工作岗位,间接解决200多人的就业机会,实现中小型风力发电的产业化升级。通过企业与高校密切合作,实现产学研教相融合,引领高校新能源教育发展。

项目优势:

成果类别

成果名称

相关团队成员

相关指导老师

著作权

小型公司综合能源消耗管理系统

荆浩婕

李红伟

著作权

电力综合分配管理系统

李婷玉

李红伟

著作权

基于本体仿真的开关磁阻风力发电机转矩跟踪及仿真软件

罗华林

李红伟

著作权

开关磁阻风力发电机最大风能跟踪仿真软件

明兴莹

李红伟

著作权

开关磁阻微风发电系统设计仿真软件

明兴莹

李红伟

著作权

电力系统充放电协同调控系统

王潇

李红伟

著作权

太阳能光伏光热关键参数影响特性勘测系统

吴佳航

李红伟

著作权

基于MATLAB的综合能源系统的优化决策系统

吴磊

李红伟

著作权

基于python的不确定性综合能源系统优化调度系统

吴磊

李红伟

发明专利

一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法及系统

明兴莹

李红伟

发明专利

一种高效垂直轴开关磁阻微风发电机

明兴莹

李红伟

发明专利

一种开关磁阻微风发电机功率变换器升压励磁拓扑控制方法

明兴莹

李红伟

发明专利

一种开关磁阻发电机MPPT控制方法及系统

明兴莹

李红伟

期刊

考虑可变能量效率的能量枢纽优化运行

荆浩婕

李红伟

期刊

开关磁阻电机直接转矩控制性能改进策略

亢庆林

李红伟

期刊

基于模型预测与模糊PID的SRM控制系统研究

明兴莹

李红伟

期刊

基于灰狼优化算法的开关磁阻风力发电系统MPPT控制

明兴莹

李红伟

竞赛

奖项

2022年“挑战杯”四川省大学生创业计划竞赛项目银奖

明兴莹

李红伟、刘强

竞赛

奖项

“兆易创新杯”第十七届中国研究生电子设计技术竞赛国家三等奖

明兴莹

李红伟、刘强

竞赛

奖项

“兆易创新杯”第十七届中国研究生电子设计竞赛商业计划书初赛一等奖

明兴莹

李红伟、刘强

竞赛

奖项

“建行杯”第八届四川省国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖

明兴莹

李红伟、刘强

竞赛

奖项

“车谷杯”第九届中国研究生能源装备创新设计大赛二等奖

明兴莹

李红伟、刘强

市场概况:

本项目可直接提供产品研发、安装维护、市场销售等近 20 个工作岗位,间接解决 200 多人的就业机会,助力中小型风力发电的产业化升级。通过企业与高校密切合作,开展风电科普活动、开放性实验、科研创新、创业立项、实验教学,实现产学研教相融合,引领高校新能源产业教育发展。

商业模式:

与行业同类风电机组相比:

风能利用:采用改进型垂直轴结构,实现风向变化自适应控制,风能利用率提高大约15%;

生产成本:与同一级别发电机相比,成本降低40%;

发电效率:发电效率大大提高,已提升至80%以上;

起动风速:低至 2m/s,可实现微风起动;

器件简化:大约减少2/3的开关电子器件,进一步降低成本;

适应性强:占地面积小于同类水平轴风机大约21%。

我国拥有非常丰富的风能资源,主要集中在东北、西北和华北地区、西藏地区、以及东南沿海及附近岛屿,原定的中长期规划:2010年全国风电总装机容量达到500万千瓦,2021年达到3000万千瓦,根据实际而言,2008年我国风电总装机容量达到12153MW,截止2021年全国风电装机容量已达到288GW,到2025年则至少可达到320GW。

国家关于风力发电十分迅速,但某些地区虽然风力资源丰富,由于气候、地理等因素的影响,人口较为分散,电网架设困难,用电难问题始终无法彻底解决。鉴于这一实际情况,许多从事新能源开发、利用的人们已经开始认识到中小型风电在新能源发电中所能发挥的作用。一是多能源互补技术的应用正在引入中小型风电,积极布局中小型风电的配套利用;二是农业生态和资源保护以风光互补形式对中小型风电技术正在逐步接纳,其新建项目在一些农村、农业用电设施中开始进行试验示范;三是分布式微风发电离/并网应用试验示范项目取得积极成果,用于离/并网节能减排和集中 供电项目积极与中小风电企业接触,积极培育市场热度;其四是乡村振兴战略对中小型风电也提出了较高需求。综上所述,目前中小型微风发电设备,正处于商业初始阶段,此时推出一款发电效率高、成本低、架设难度低、结构坚固的小型风电设备,其市场广阔,前景美好。

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