（专利号：ZL 201310493923.0） 简介：本发明公开一种三叶片立轴风力机，属于风能发电设备技术领域。该风力机包括风向舵、上转臂、立柱、下转臂、减速箱、传动箱、箱体、立轴、叶片等；风向舵位于上转臂的上方并通过立轴穿过空心立柱与减速箱的输入轴联接，立柱上端与上转臂固接而下端与下转臂固接形成回转支架，减速箱上部固定于下转臂而下部固定于箱体，三个叶片均匀布置在以立柱轴线为中心的圆周上，叶片上端支承于上转臂，叶片下端支承于下转臂，三叶片

本发明公开了一种阶梯马格努斯型风力叶片及风力机，叶片为阶梯圆柱形，分为若干圆柱段，各段圆柱直径，从叶片根部到叶片末端逐段变小；圆柱段包括圆柱形内齿轮，其内腔均设有行星齿轮装置。利用该叶片，本发明提出一种风力机，包括发电装置、轮毂、行星轮系统、塔架等相关设施。轮毂安装驱动电机，通过斜齿轮传动使圆柱形叶片实现一定速度的自转。不同的圆柱形叶片段通过行星轮系统实现差速转动，通过调节行星轮改变圆柱形叶片自转角速度，保证风力机组最大功率输出。本发明结构简单，加工成本低，可靠性强，高效率利用风能发电。

小功率风力机及风光互补发电系统广泛适用于广大农村地区，特别是风力资源比较丰富的内蒙古、青海、甘肃等边远地区和中西部地区。采用风力和太阳能两种能源供电，供电可靠性和可持续性较高，系统造价低廉，适用性强，可移动性强。 北京交通大学新能源研究所开发的小功率风力机发电控制器及风光互补系统发电控制器，是独立风力发电系统中科技含量最高的核心部件，担负着系统供用电管理职能。采用先进技术，良好的控制器设计可以优化外部系统组件的设计和安装，提高系统效率，降低系统成本。可应用于风光互补供电路灯、信号灯，农牧民用电及小型风光互补发电站。目前开发的产品已经在农村路灯项目中推广使用。  对于典型的600瓦风光互补控制器参数如下，其供电能力足够一户农牧民的日常用电需求，如照明用电，基础家电用电等，主要技术参数如下： 直流输入额定电压(V) 24 交流额定输出电压（V） 220 最大光伏输入功率( Wp ) 400 风机最大输入机功率( Wp ) 600 过放保护电压 21 过放恢复电压 23 负荷过压保护 30 负荷过压恢复 29 操作环境温度 -10℃~55℃ 空载电流 <20 卸荷保护 有

风电的核心设计技术始终被国外所垄断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我国从风电大国走向风电强国。围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题，开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功打入欧美市场。 技术特征 1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法。 2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术。 3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化算法

风电的核心设计技术始终被国外所垄断，我国自主创新能力薄弱，缺乏拥有完全自主知识产权的大型风力机关键设计技术，严重制约了我国从风电大国走向风电强国。围绕大型风力机设计所需解决的空气动力学、结构动力学和多目标优化等关键问题，开展了多学科综合研究和技术集成。经过十五年的潜心研究，不仅打破了大型风力机关键技术长期依赖国外进口的局面，引领了我国具有自主知识产权的大型风力机设计关键技术的发展，而且产品成功打入欧美市场。技术特征1.建立了准确的大型风力机流场结构模型、气动载荷模型和高精度高效数值仿真方法。2.突破了大型风力机整机气动弹性CFD/CSD时域紧耦合计算技术。3.针对风力机设计中的多目标、多约束和多变量优化等传统难题，建立了高效的多学科耦合优化算法应用范围:成果已在我国近40家风电企业应用，研发产品应用于60余个风电场，体现了当代风力机设计研究的前沿进展，以胡文瑞院士为主任、前世界风能协会主席贺德馨研究员为副主任的专家委员会评价本成果总体上达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。

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。

成果简介：本发明公开了一种基于Kriging模型的风力机齿轮箱故障诊断方法。本发明具有诊断结果快速准确、非线性拟合效果好、使用灵活、计算量小的优点，能够为实现风力机齿轮箱故障在线诊断奠定基础。市场预测：2015年全国（除台湾地区外）新增安装风电机组16740台，新增装机容量30753MW，同比增长32.6%；累计安装风电机组92981台，累计装机容量145362MW，同比增长26.8%。同时，随着风电机组运营时间累积，

本垂直轴水轮发电机是应用于食水管道的内联闭式的水力发电系统，它通过消耗一定的水头或水动能从管网系统内部获取一定的电能来为检测系统提供安全可靠的电力并满足实际应用的要求。 1. 不改变水管中水流动方向。由于实际安装系统的空间狭小，没有足够的空间来改变水管中水流的方向。2. 安装方便简单并与管网系统有机结合。减少了安装时间和成本。减少了该系统对供水提供的影响。

1）本科研成果的技术先进性 适合当前风机以及控制技术的高风速低湍流的风能十分有限，仅占我国面积的26%，而且已基本开发枯竭，未来风电发展不得不转向低风速高湍流风场。伴随着应用场景的转换，传统控制技术已不能适用于高湍流的复杂风速条件，导致风轮难以响应风速的快速波动，进而引发降低风能捕获效率，增加风机疲劳载荷等一系列问题。 本成果对传统最大功率点跟踪控制方法进行了优化改进，基于低风速时段蕴含的风能要远小于等长的高风速时段这一事实，通过周期性的计算并更新发电机起始转速，实现转

本发明公开了一种复杂背景环境中的风力机叶片表面图像提取方法，其包括如下步骤：(1)在风力机每个叶片的迎风面处分别设置方形黑白格标记图，粘贴的位置为平面且与叶片迎风面平行，进而利用标记图的姿态代替叶片姿态；(2)利用摄像头对风力机运行图像进行采集，并将采集到的图像实时传输至工控机中；(3)对摄像头采集到的图像信息进行图像处理以获得叶片表面图像，并根据叶片上的标记图获得风力机叶片信息。本发明可实现对野外环境中运行风力机叶片图像的提取，简化了分析处理过程、加快了分析速度。