双碳目标下，我国正逐步构建起以新能源为主体的新型电力系统。风电是其中关键一环，发挥着愈加重要的作用。随着风电机组的高度变高，以节省成本为目的进行结构轻量化设计是当前风电发展的必然方向。其中海工基础与风电机组由于设计分工不同，国内一直沿用传统的分离式设计，在塔架底部进行数据交互与迭代设计，导致投资占比增高，设计方法冗余度大，建设阶段成本浪费。如何解决分离式设计的弊端，开发更高效的一体化轻量化设计方法是破局痛点的关键所在。 针对钢制塔筒结构，开展失效型式分析，考察不同参数对钢筒性能的影响；针对海上风电机组基础结构成本高、材料浪费严重的问题，以NREL 5MW海上风电机组的三脚架和导管架基础结构为例开展拓扑优化轻量化设计研究，最终实现结构轻量化设计，得到性能更优，质量更轻的海上风电机组基础结构。 创新点 针对钢制塔筒结构，开展了各类失效型式分析，并考察了设计参数对结果的影响，形成一套钢制塔筒轻量化设计方法。 以5MW海上风电机组模型作为参考模型，将拓扑优化方法引入海上风电机组三脚架和导管架支撑结构的轻量化设计，并进行模态分析、刚强度计算，得到一套在概念设计阶段、考虑结构－载荷耦合效应下海上风电机组三脚架和多导管架的拓扑优化设计及仿真流程。 市场前景 在目前陆上、海上风电机组大型化的趋势下，结构的安全设计、轻量化设计将会成为制约行业发展的一个重要难题，而将拓扑优化及有限元仿真引入风电机组结构设计中可有效解决此类问题。 应用案例 航天万源2MW直驱风电机组塔筒，减重10tons； 5MW海上风电机组三脚架支撑结构，减重276.54tons; NREL 5MW海上风电机组导管架支撑结构，最大位移减少14.89%、最大等效应力减小26.66%。 获奖情况 张承婉、杨晓宇、陈卓；指导教师：龙凯，一带一路暨金砖国家技能发展与创新技术大赛－工程仿真创新设计赛项（研究生组），团体优秀奖 张承婉；指导教师：龙凯，第三届中国工业互联网大赛二等奖 丁文杰，本科生，2020年毕业，论文题目“塔筒法兰螺栓疲劳失效机理和法兰轻量化设计”，校级优秀论文 丁文杰、李泽阳、季元、张承婉；指导老师：廖海涛、龙凯，兆瓦级海上风力发电机组三脚架基础结构设计与强度校核分析APP，第三届中国工业互联网大赛，工业互联网+数字仿真专业赛二等奖 张承婉、陆飞宇、张锦华；指导老师：龙凯，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区一等奖 张锦华，指导老师：龙凯，海上风电机组多导管架的拓扑优化方法研究.2020年北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）

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，

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。

本发明属于磨削装置技术领域，尤其是涉及一种自动磨料装置的浮动支撑结构。本自动磨料装置的浮动支撑结构，设置在机架上，在机架上转动连接有主动轴和从动轴，所述的主动轴和从动轴之间绕制有环形磨带，其特征在于，本支撑结构包括固定在机架上的支撑台，所述的支撑台位于环形磨带内且支撑台的上平面与环形磨带的上半部平行设置，所述的环形磨带上半部和支撑台之间设有浮动板，所述的浮动板与支撑台之间设有若干支撑弹簧且所述的支撑弹簧将浮动板顶起并由浮动板将环形磨带上半部被顶起，所述的浮动板两侧分别设有高出环形磨带上半部两侧的栏板。本发明的优点在于：设计合理，结构简单，能浮动支撑砂带。

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

成果简介：     大型风电叶片一般由复合材料制成的复杂外形薄壁结构，其建模、仿真与设计工作异常烦杂。该项技术采用Matlab平台建立友好的GUI窗口，根据用户输入参数，通过现代全局优化方法，形成叶片气动优化模块，可得到用户需求的最优叶片外形方案；形成诸如ANSYS等通用商用软件叶片有限元模型输入文件和自

成果简介：随着城市建设结构向地下发展，基坑维护体系的钢筋混凝土支撑应用愈加广泛，基坑地下结构建设过程中又需要及时拆除将这些维护体系的钢筋混凝土支撑系统。由于爆破拆除具有快速、高效和安全等特点，近年来广泛地应用在对钢筋混凝土围护结构的拆除工程中。本项目结合天津市相关工程实践，采用现场测试和数值模拟等手段开展了大量研究，得到了如下的研究成果：1）在支撑结构爆破工程中首次设计使用了非电导爆管雷管孔内半秒与孔外毫秒相结合的双闭合网络，解决了钢筋混凝土支撑结构爆破网络的安全性和可靠性难题。2）首次将共节点分离

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。