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。

南京大学新型风电海水淡化系统基于中加政府合作项目和国家973计划项目，基础研究成果世界首创，领先全球，并具备完整自主知识产权。该系统提供一种适应风电特性、100%应用风电进行海水淡化的工业性生产成套装置，由新型低风速高效专用风机、藕合控制系统、电力变换系统和新型海水淡化装置4个部分构成。具有100%使用风电或风电与其他能源协同供电、淡水水质达到国家饮用水标准、能耗低等特点。本成套设备的与众不同之处是，可独立运行，不受电力等常规能源限制，无污染、低能耗、运行安全稳定可靠，生产规模可有机组合，适用性好，

沃土股份倾力研制的创智互动终端（IPEI）集智能终端、智慧课堂和智囊服务于一体，通过创业活动直播、精品课程点播、远程实时互动等核心功能，打造一个多维度、高频次、终端化、智能化的创业垂直领域互联网教育平台，为各地创新创业公共服务平台、众创空间、创业学院开展“双创”工作提供助力，实现优质创业资源全国共享。

研发的电外科器械适应于腔镜微创手术，具有主体直径小、多自由度、防粘连、绝缘绝热封装的优点，基于输出功率精确可调技术实现对组织的精确切割，使周围健康组织的损伤降到最低限度，达到切割速度快、止血效果好的目的，并实现闭环能量反馈控制新技术，可用于血管结扎和组织缝合。所研制的电外科管腔组织闭合器，能够实现功率自适应输出、闭合血管、淋巴管等管腔组织。

助力低碳清洁能源发展，保障海上风电可靠安全运行。

研究和开发大型全功率风电变流器成为全功率机组中的关键核心问题，针对大型风电全功率并联型变流器的大功率、大电流特点，围绕保证系统可靠性、提高系统稳定性、降低系统维护成本，本项目开展了大型风电变流器拓扑结构的研究，提出了一种电抗器并联、直流母线电容直连和变流器并联的拓扑结构来设计大型全功率风电变流器的电气结构，攻克了风电变流器积木化扩容技术。 针对大型风电变流器模块化并联结构，变流器控制复杂，控制实时性强的特点，开发出基于FPGA的微秒级多模块控制平台，突破变流器模块化制造技术瓶颈。建立了DSP控制器+RTLab半实物虚拟仿真平台，采用DSP控制器与RTLab半实物虚拟仿真平台对接可以对电力电子变换器系统进行半实物虚拟仿真，是目前国内外电力电子研究的先进手段。 以上成果发表在国内外重要期刊上，如IEEE transactions on Power Electronics , IET on Power Electronics ,电机工程学报等杂志，基于以上成果本课题组申请授权了多个发明专利和软件著作权，在上述全功率风力变流器技术研究的基础上，本课题组自主开发4MVA/3MW全功率模块化风电变流器, 已完成现场全功率测试，是目前国内最大的自主研发的全功率风电变流器。

Ø 石油生产的主要成本为电费，为了降低游梁式抽油机的使用成本，在风能资源比较好的地区可以采用风电互补供电系统有效降低对电网的用电量。通常4台30kW的抽油机通过一台变压器供电，因此可以利用2台50kW的风力发电机向抽油机提供80%的用电量，不足部分可以通过电网补充，这一过程是通过1台100kW的并网逆变器实现的。本产品利用先进的控制策略实现了风能的优先利用，最大限度地实现节能减排、降低成本的目标。

在无线通讯基站中为了实现节能减排的目的，在通讯基站的塔架上安装小型风力发电机，可以在不占用土地的条件下大大降低风机的安装成本，采用风能和市电互补供电系统为通讯基站设备供电。本产品采用高性能DSP为控制核心，通过对高频升降压DC/DC变换器进行控制，实现了风能的MPPT控制，使风能的利用率得到提高。本产品通过先进控制算法使风能得到优先利用，当风能不足时由市电对风能进行补充，其互补控制是自动平滑实现的，可以最大限度地降低市电的消耗。本产品具有远程监控功能，可以对边远地区无人值守的基站供电系统实施在线监控

近几年，世界风能发电平均以30%以上的速度增长，全球风电产业的迅猛发展带动了风电机组的快速发展，风力发电一般可划分为大型风电、中型风电及小型风电。小型风电多为离网型风电，是独立运行的供电系统，即在电网未通达的偏远地区，用小型风电机为蓄电池充电，再通过逆变器转换成交流电向终端电器供电，单机容量一般在100W-10kW。早在20世纪70年代，小型风电技术在中国风能资源丰富的内蒙古、新疆等地得到了发展，最初小型风电技术被广泛应用在送电到乡项目中为农牧民家用供电。目前，在小型风力发电机叶片生产过程中，由于叶片采用的原材料多为木质、玻璃钢、合金材料，生产过程机械化程度偏低，很难保证每根叶片的重量和重心位置满足装机要求。这就给小型风力发电机的安装带来很大的麻烦，因为要保证小型风力发电机在运行过程中的平衡和稳定性，需要安装在每一台风机上的叶片重量和重心位置满足装机要求。于是对所生产的叶片进行测试和配对就成为叶片出厂前的关键技术环节，目前的配对方法和技术不仅生产效率低，并且无法快速大批量自动实现小型风电叶片的最优化配对和配重。针对上述现有小型风力发电机生产过程中叶片配对工序的不足，而提供一种快速高效的小型风电叶片批量自动优化配对装置。该配对装置包括测量系统、数据传输装置和数据处理装置。并配套有相应软件，在对叶片重力、几何尺寸等数据进行测量的基础上，通过数据处理装置计算出叶片的实际重量、重心位置，将重量和重心位置相同或相近的叶片编号配对，具有测量精准、配对准确、配对效率高的优点。

1. 项目概述风力发电将成为我国未来发展速度最快的新能源产业之一。按照国家规划，未来15年风电设备市场份额将高达2100亿元。风力机叶片作为风力发电机中最关键的部件之一，达到整机价值的20％左右。据预测，“十一五”期间，我国仅1.5兆瓦风力机叶片需求量将达8000套。由于风电机组大型化，技术难度不断提高，大型风电机组叶片对设计与制造技术提出了更高的要求，而制造设备的设计与开发将是前提和关键。风电叶片制造设备是高度机电液一体化的集成设备，要求具有很好的尺寸精度、位置精度和执行精度，同时，由于风电叶片是附加值较高的高技术产品，对制造设备运行过程中的安全性和稳定性提出了更高的要求。然而，目前叶片制造设备效率低、精度差，例如叶片上下模具的翻转、顶升作业均需用大型起重机吊装，操作繁琐，迫切需要自动化程度高的模具翻转设备。南京工业大学车辆与工程机械研究所近年来一直致力于风电叶片制造设备的设计与开发，成功开发了风电叶片模具和模具翻转设备等产品。所设计的模具结构合理，通过轻量化设计有效节约了制造成本，通过有限元分析，优化了结构的强度与刚度。所设计的模具翻转设备可实现上下模具的自动开合、顶升与夹紧，其结构新颖，采用机电液一体化技术，实现了全自动化作业，作业精度高，可遥控操作，使用方便，通过PLC与变频控制等技术，解决了翻转过程中翻转角度的同步控制和系统的安全保护。风电叶片制造设备的成功研制，较大幅度地提高了我国风电叶片的制造水平。2. 技术优势特点：①机电液一体化程度高，可全自动化作业；②结构新颖，具有创新性；③可遥控操作，使用方便；④采用了结构优化设计和有限元分析方法，结构合理，性能先进；⑤采用冗余设计等技术，具有可靠的安全保护系统。技术指标：①翻转角度同步误差小于1~2°；②上下模具的合模精度小于±5mm。3. 技术水平达到国内领先水平，部分技术指标达到国际先进水平