打造我国海上风电发展创新平台
2007年,为推动重庆风力发电装备制造产业的发展,重庆市科委启动了科技重大专项――风力发电装备项目研发。中船重工(重庆)海装风电设备有限公司承担了其核心课题――2MW变速恒频风力发电机组的研制及10台2MW风电机组的示范应用,并于同年底研制成功样机。2008年,样机通过GL认证,同年,授牌成立了重庆市风力发电装备工程技术研究中心,2009年实现设备批量产销。截至2011年11月,海装公司已累计安装风机381台,总装机容量68.725万千瓦。
为进一步提升海装公司对中船重工集团和重庆风力发电装备产业的龙头带动作用,由重庆市科委组织,海装公司联合集团公司及所属有关研究所,于2009年申报了国家海上风力发电工程技术研究中心。经过两轮专家论证,科技部批准以海装公司为依托组建国家海上风力发电工程技术研究中心,建设期3年。同年,海装公司承担了国家科技支撑计划、国际科技合作计划等项目。
小核心 大协作
四大功能充分发挥
中心组建以来充分利用集团公司现有科技资源和专业优势,以“小核心、大协作”的运作模式,积极开展国内外技术合作,实施“产学研”一体,努力建设适应我国海上风电技术发展要求,处于国内领先水平并具有国际竞争力的“海上风力发电工程技术中心”。在3年建设期中,中心以海上风电的共性技术攻关和持续发展提供稳定的公共服务平台为己任;以建设技术创新、成果转化、信息与技术交流、人才培训四大功能核心基地为目标,围绕我国海上风电发展战略,努力打造我国海上风电机组研制和海上风电场建设创新平台,提升我国海上风电场建设运营的整体技术水平。
中心主要任务包括:第一,通过海上风电装备系统设计、集成制造、海洋环境等重大关键和共性技术研究,为海上风电装备设计制造和工程建设提供成套技术解决方案,并对研究成果进行系统化、配套化和工程化开发,实现适合我国气候、风况和地质特点的海上风力发电机组的自主设计、自主制造、自主集成,提升我国风电产业的技术创新水平。第二,通过广泛合作与交流,聚集和培养海上风电装备研究、设计和制造的高层次工程技术人才和管理人才,实现技术、人才和经济良性循环,将工程中心建设成为我国海上风力发电机组设计等技术领域具有技术创新、成果转化、人才培养和信息与技术交流四大功能的核心基地,使工程中心总体技术创新能力接近国际先进水平,并在部分领域达到国际领先水平。
建立内部管理机制
保障研发顺利实施
筹建初期,国家海上风力发电工程技术研究中心建立了管理委员会,由工程中心上级主管部门、海装风电、中船重工及相关单位的代表组成。2010年开始工程中心学术委员会的筹建工作,并于同年底召开了学术委员会成立大会。学术委员会汇聚了3位中国工程院院士以及国内外海上风电技术领域的专家29人。内部组织机构也初步建立,配置形成了1名重庆市两江学者、5名博士、20名硕士研究生、25名高级工程师组成的顶层核心技术团队。同时,在中船重工集团公司的大力支持下,中船重工下属相关院所、企业派人到工程中心任职或挂职的高级工程技术人员近20余人,有力支撑了工程中心包括5MW海上风电机组研制等各项主要攻关项目的顺利实施。
5MW海上风电项目自2010年2月正式启动以来,进展顺利,在经历了概念设计、载荷计算、初步设计、详细设计阶段后,目前已完成各个子系统及零部件的设计和技术规范的编制。同时,工程中心完成了5MW风电机组功能调试试验平台的设计及采购,计划第一台样机于明年初下线。
项目团队对控制策略、载荷计算和有限元分析进行了研究。通过对控制算法、传动链和塔架阻尼技术研究、参数优化,大幅降低了敏感方向极限载荷、降低了疲劳载荷、改善了输出功率曲线;通过叶片预变桨技术,初步解决2MW已装机出现的频繁极限阵风停机问题,并以MECAL主机架有限元模型为基础进行比较、分析,形成了铸件极限和疲劳载荷的可信分析能力。
开放服务培训人才
加强平台能力建设
在人才培训方面,工程中心开展了以员工理论培训为主的开放服务工作,包括华北电力大学、重庆大学等高校的知名学者多次来工程中心作报告,提升了工程中心对外交流的能力及服务功能。中心在开放服务及人才培训方面做了以下工作:开展了以员工理论培训为主的服务工作,如短期理论培训、学术报告等;开展了与华北电力大学、重庆大学等国内高等院校的学术交流工作;充分挖掘国内在海洋装备、海洋工程及抗恶劣环境领域的优势,比如,与中船重工725所建立“海洋风电装备防腐研究中心”,与中船重工702所建立“海洋动力联合研究中心”开展实验研究,与中船重工712所建立“海洋风电机组检测研究中心”;开展了与荷兰MECAL公司、德国Lehnhoff咨询公司的合作;正在开展与丹麦Ris DTU国家可持续能源实验室的技术合作,筹备在丹麦建立研发中心;创办了工程中心简报,包括海装风电内部动态、国内风电资讯、学术交流3个板块,2011年已经出版3期。
试验能力建设,包括全功率试验能力建设方案筹划及室内总装检测平台建设。目前5MW检测平台建设工作已在重庆总装基地开展,预计将于2011年内完成。全功率试验能力建设方案从2010年10月开始筹划,预计将于2012年2月前形成具体论证方案。
目标明确 未雨绸缪
2009年以来,工程中心先后有8个项目获得国家及重庆市财政资金支持。2011年,工程中心获重庆北部新区奖励300万元;H100-2.0MW风机研发与产业化获重庆市经信委工业与信息化专项立项,资助80万元;2MW风电机组项目正在申报中船重工和重庆市2011年度科技进步一等奖,其中,中船重工科技进步一等奖已经通过初评进入公示阶段。
当前,工程中心确定了2012年计划目标:完成工程中心组建任务书要求的考核指标项目,全面展开研究开发、成果转化、市场推进、技术培训等各项工作;完成海上风电设计、研究和生产技术的硬件支持和网络支持平台建设,建立完整的海上风电开发体系,包括从设计、研究、实验、中试到海洋工程实施及后续服务的全链条技术开发体系。具体指标如下:一、完成工程中心基地建设与改造任务,各项设备仪器投入正常运行状态,中试基地启动运行。二、承担国家、地方政府海上风电研究项目1―3项;建成1项以上海上风电示范工程。三、形成2―4项有自主知识产权的技术成果,实现成果转化2―4项;申请及授权国家专利3―8项;形成国家或行业技术标准1―5项;发表学术论文20篇以上。四、举办1―2次国内外高水平学术和产业化发展研讨会;主办或协办国内外高水平海上风电会议1―2次。五、培养海上风电领域的硕士研究生20名以上,博士和博士后3名以上,海上风电工程技术设计及项目管理人员100人以上;建立工程中心博士后流动站,不断完善人才培养制度和人才引进制度。
几年来,海装公司坚持“海纳百川、装备天下”的经营理念,先后掌握了涵盖我国陆域各种地理、气象条件的2MW和850kW系列化风电机组的整机设计、系统集成关键技术,并拥有自主知识产权,累计申报国家专利22项,获得国家专利12项。作为系统集成的海装公司,充分发挥产业链牵引作用,正在研制的5MW近海风电机组第一台样机计划将于2012年初下线安装,850kW、2MW风电机组的80%零配件则在中船重工集团内配套,带动了集团非船产业和国内风电产业的发展。