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

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。 本产品属于小型风力发电机叶片生产安装领域。

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。 技术优势：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。

风电齿轮箱是风力发电机组动力传递的的核心关键部件，其承载能力和 可靠性决定着整个机组的性能和使用寿命。在工程应用实践中，由于风力发电 机组所处的变风载工况、高低温和大温差等恶劣环境，常常导致风电齿轮箱的早 期破坏，是风力发电机组故障率最高、失效最早的部件之一。 1)  功率分流与均载能够显著提高重载风电齿轮传动功率密度和承载能力。 构建大功率风电齿轮传动的构型演化模型，提出以多级、功率分流与汇流和柔性均载为核心的传动构型方法，实现了大速比、变载荷、变工况下多行星均 载传动，显著提高了承载能力。 2）兆瓦级风电齿轮传动装置安装在弹性支撑的狭小机舱内，运行工况复 杂、载荷多变，影响其动力学特性的因素众多，其振动噪声控制是国际性难题。 建立弹性支撑下传动系统与结构系统的齿轮一轴一轴承一箱体耦合动力学分析 模型，揭示了传动参数与拓扑结构对系统动态特性的影响规律。3）提出了齿轮箱加速疲劳试验与评价方法，揭示了载荷幅值、频度和历程与疲劳寿命之间的关系，实现在较短时间内完成了兆瓦级风电齿轮箱的疲劳 寿命试验。4）建立了大功率风电齿轮箱性能试验测试系统，可实现风电齿轮箱承载能 力、效率、振动噪声等性能及行星均载测试和GL认证；建立基于远程检测的大 功率风电齿轮箱测试分析及诊断系统。

技术成熟度：技术突破 本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。 成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。 图1 设备实物图 图2 为智能控制系统电脑操作界面

本发明涉及一种风电集群轨迹预测与分层控制方法，包括：根据风电集群及风电场内的拓扑结构，基于空间相关性和NWP数据进行超短期风电功率预测；根据调度中心下发的调度值，将控制过程在空间上分为集群优化调度层、场群协调分类层和单场自动执行层，将风电功率预测值从时间上逐层细化；在场群协调分类层，基于风电功率预测值对风电场进行分类，分为上爬坡群、下爬坡群、平稳群和振荡群；在单场自动执行层，基于AGC机组下旋转备用裕度和风电送出断面裕度判断风电可增发空间，增发上爬坡群风电场出力或降低下爬坡群风电场出力；基于风电场运行与监测系统，根据监测到的风电场实际值，计算并反馈风电功率误差，修正风电集群和风电场预测值，使优化过程更加精确。

本发明公开了一种平抑风电输出功率波动的混合储能系统容量配置方法，结合国家风电并网标准采 用改进的滑动平均法提取风电功率波动分量，计及储能设备的荷电状态采用可变滤波时间常数的高通滤 波法分配波动功率，可避免储能设备的过充过放，最后以储能设备全生命周期经济性最优为目标函数建 立容量配置模型，相比于传统的仅考虑一次性初始投资的方法，更符合储能系统长期运行的实际情况， 对实际工程建设具有指导意义

本发明涉及一种适用于风电接入的电力系统实时滚动计划方法。步骤是：依据风电和负荷的预测时 间间隔以及预测值，通过线性插值法，给出预测时间段内各时段（以 5-15min 为一个时段）风电和负荷 的预测值；结合电网风电、火电和负荷的地区分布特点与燃煤机组发电序位表，选择数台火电机组参与 实时滚动计划，以尽可能实现风电的就地消纳；以电网弃风最小和火电机组煤耗最小为双重优化目标， 建立实时滚动计划模型；输入系统、机组、算法控制参数，通过人工智能优化算法求

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。