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南京大學(xué)新型風(fēng)電海水淡化系統(tǒng)基于中加政府合作項(xiàng)目和國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目，基礎(chǔ)研究成果世界首創(chuàng)，領(lǐng)先全球，并具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該系統(tǒng)提供一種適應(yīng)風(fēng)電特性、100%應(yīng)用風(fēng)電進(jìn)行海水淡化的工業(yè)性生產(chǎn)成套裝置，由新型低風(fēng)速高效專用風(fēng)機(jī)、藕合控制系統(tǒng)、電力變換系統(tǒng)和新型海水淡化裝置4個(gè)部分構(gòu)成。具有100%使用風(fēng)電或風(fēng)電與其他能源協(xié)同供電、淡水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)、能耗低等特點(diǎn)。本成套設(shè)備的與眾不同之處是，可獨(dú)立運(yùn)行，不受電力等常規(guī)能源限制，無(wú)污染、低能耗、運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)規(guī)模可有機(jī)組合，適用性好，

助力低碳清潔能源發(fā)展，保障海上風(fēng)電可靠安全運(yùn)行。

研究和開(kāi)發(fā)大型全功率風(fēng)電變流器成為全功率機(jī)組中的關(guān)鍵核心問(wèn)題，針對(duì)大型風(fēng)電全功率并聯(lián)型變流器的大功率、大電流特點(diǎn)，圍繞保證系統(tǒng)可靠性、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低系統(tǒng)維護(hù)成本，本項(xiàng)目開(kāi)展了大型風(fēng)電變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究，提出了一種電抗器并聯(lián)、直流母線電容直連和變流器并聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)大型全功率風(fēng)電變流器的電氣結(jié)構(gòu)，攻克了風(fēng)電變流器積木化擴(kuò)容技術(shù)。 針對(duì)大型風(fēng)電變流器模塊化并聯(lián)結(jié)構(gòu)，變流器控制復(fù)雜，控制實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出基于FPGA的微秒級(jí)多模塊控制平臺(tái)，突破變流器模塊化制造技術(shù)瓶頸。建立了DSP控制器+RTLab半實(shí)物虛擬仿真平臺(tái)，采用DSP控制器與RTLab半實(shí)物虛擬仿真平臺(tái)對(duì)接可以對(duì)電力電子變換器系統(tǒng)進(jìn)行半實(shí)物虛擬仿真，是目前國(guó)內(nèi)外電力電子研究的先進(jìn)手段。 以上成果發(fā)表在國(guó)內(nèi)外重要期刊上，如IEEE transactions on Power Electronics , IET on Power Electronics ,電機(jī)工程學(xué)報(bào)等雜志，基于以上成果本課題組申請(qǐng)授權(quán)了多個(gè)發(fā)明專利和軟件著作權(quán)，在上述全功率風(fēng)力變流器技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，本課題組自主開(kāi)發(fā)4MVA/3MW全功率模塊化風(fēng)電變流器, 已完成現(xiàn)場(chǎng)全功率測(cè)試，是目前國(guó)內(nèi)最大的自主研發(fā)的全功率風(fēng)電變流器。

? 石油生產(chǎn)的主要成本為電費(fèi)，為了降低游梁式抽油機(jī)的使用成本，在風(fēng)能資源比較好的地區(qū)可以采用風(fēng)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)有效降低對(duì)電網(wǎng)的用電量。通常4臺(tái)30kW的抽油機(jī)通過(guò)一臺(tái)變壓器供電，因此可以利用2臺(tái)50kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)向抽油機(jī)提供80%的用電量，不足部分可以通過(guò)電網(wǎng)補(bǔ)充，這一過(guò)程是通過(guò)1臺(tái)100kW的并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)的。本產(chǎn)品利用先進(jìn)的控制策略實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能的優(yōu)先利用，最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低成本的目標(biāo)。

在無(wú)線通訊基站中為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，在通訊基站的塔架上安裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以在不占用土地的條件下大大降低風(fēng)機(jī)的安裝成本，采用風(fēng)能和市電互補(bǔ)供電系統(tǒng)為通訊基站設(shè)備供電。本產(chǎn)品采用高性能DSP為控制核心，通過(guò)對(duì)高頻升降壓DC/DC變換器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能的MPPT控制，使風(fēng)能的利用率得到提高。本產(chǎn)品通過(guò)先進(jìn)控制算法使風(fēng)能得到優(yōu)先利用，當(dāng)風(fēng)能不足時(shí)由市電對(duì)風(fēng)能進(jìn)行補(bǔ)充，其互補(bǔ)控制是自動(dòng)平滑實(shí)現(xiàn)的，可以最大限度地降低市電的消耗。本產(chǎn)品具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，可以對(duì)邊遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)人值守的基站供電系統(tǒng)實(shí)施在線監(jiān)控

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近幾年，世界風(fēng)能發(fā)電平均以30%以上的速度增長(zhǎng)，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了風(fēng)電機(jī)組的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電一般可劃分為大型風(fēng)電、中型風(fēng)電及小型風(fēng)電。小型風(fēng)電多為離網(wǎng)型風(fēng)電，是獨(dú)立運(yùn)行的供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，用小型風(fēng)電機(jī)為蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機(jī)容量一般在100W-10kW。早在20世紀(jì)70年代，小型風(fēng)電技術(shù)在中國(guó)風(fēng)能資源豐富的內(nèi)蒙古、新疆等地得到了發(fā)展，最初小型風(fēng)電技術(shù)被廣泛應(yīng)用在送電到鄉(xiāng)項(xiàng)目中為農(nóng)牧民家用供電。目前，在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片生產(chǎn)過(guò)程中，由于葉片采用的原材料多為木質(zhì)、玻璃鋼、合金材料，生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化程度偏低，很難保證每根葉片的重量和重心位置滿足裝機(jī)要求。這就給小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝帶來(lái)很大的麻煩，因?yàn)橐ＷC小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的平衡和穩(wěn)定性，需要安裝在每一臺(tái)風(fēng)機(jī)上的葉片重量和重心位置滿足裝機(jī)要求。于是對(duì)所生產(chǎn)的葉片進(jìn)行測(cè)試和配對(duì)就成為葉片出廠前的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，目前的配對(duì)方法和技術(shù)不僅生產(chǎn)效率低，并且無(wú)法快速大批量自動(dòng)實(shí)現(xiàn)小型風(fēng)電葉片的最優(yōu)化配對(duì)和配重。針對(duì)上述現(xiàn)有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中葉片配對(duì)工序的不足，而提供一種快速高效的小型風(fēng)電葉片批量自動(dòng)優(yōu)化配對(duì)裝置。該配對(duì)裝置包括測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。并配套有相應(yīng)軟件，在對(duì)葉片重力、幾何尺寸等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置計(jì)算出葉片的實(shí)際重量、重心位置，將重量和重心位置相同或相近的葉片編號(hào)配對(duì)，具有測(cè)量精準(zhǔn)、配對(duì)準(zhǔn)確、配對(duì)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

1. 項(xiàng)目概述風(fēng)力發(fā)電將成為我國(guó)未來(lái)發(fā)展速度最快的新能源產(chǎn)業(yè)之一。按照國(guó)家規(guī)劃，未來(lái)15年風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)份額將高達(dá)2100億元。風(fēng)力機(jī)葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)中最關(guān)鍵的部件之一，達(dá)到整機(jī)價(jià)值的20％左右。據(jù)預(yù)測(cè)，“十一五”期間，我國(guó)僅1.5兆瓦風(fēng)力機(jī)葉片需求量將達(dá)8000套。由于風(fēng)電機(jī)組大型化，技術(shù)難度不斷提高，大型風(fēng)電機(jī)組葉片對(duì)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)提出了更高的要求，而制造設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)將是前提和關(guān)鍵。風(fēng)電葉片制造設(shè)備是高度機(jī)電液一體化的集成設(shè)備，要求具有很好的尺寸精度、位置精度和執(zhí)行精度，同時(shí)，由于風(fēng)電葉片是附加值較高的高技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)制造設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。然而，目前葉片制造設(shè)備效率低、精度差，例如葉片上下模具的翻轉(zhuǎn)、頂升作業(yè)均需用大型起重機(jī)吊裝，操作繁瑣，迫切需要自動(dòng)化程度高的模具翻轉(zhuǎn)設(shè)備。南京工業(yè)大學(xué)車輛與工程機(jī)械研究所近年來(lái)一直致力于風(fēng)電葉片制造設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，成功開(kāi)發(fā)了風(fēng)電葉片模具和模具翻轉(zhuǎn)設(shè)備等產(chǎn)品。所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)合理，通過(guò)輕量化設(shè)計(jì)有效節(jié)約了制造成本，通過(guò)有限元分析，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度。所設(shè)計(jì)的模具翻轉(zhuǎn)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)上下模具的自動(dòng)開(kāi)合、頂升與夾緊，其結(jié)構(gòu)新穎，采用機(jī)電液一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化作業(yè)，作業(yè)精度高，可遙控操作，使用方便，通過(guò)PLC與變頻控制等技術(shù)，解決了翻轉(zhuǎn)過(guò)程中翻轉(zhuǎn)角度的同步控制和系統(tǒng)的安全保護(hù)。風(fēng)電葉片制造設(shè)備的成功研制，較大幅度地提高了我國(guó)風(fēng)電葉片的制造水平。2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：①機(jī)電液一體化程度高，可全自動(dòng)化作業(yè)；②結(jié)構(gòu)新穎，具有創(chuàng)新性；③可遙控操作，使用方便；④采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元分析方法，結(jié)構(gòu)合理，性能先進(jìn)；⑤采用冗余設(shè)計(jì)等技術(shù)，具有可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)。技術(shù)指標(biāo)：①翻轉(zhuǎn)角度同步誤差小于1~2°；②上下模具的合模精度小于±5mm。3. 技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平

成果簡(jiǎn)介：石油生產(chǎn)的主要成本為電費(fèi)，為了降低游梁式抽油機(jī)的使用成本， 在風(fēng)能資源比較好的地區(qū)可以采用風(fēng)電互補(bǔ)供電系統(tǒng)有效降低對(duì)電網(wǎng)的用 電量。通常 4 臺(tái) 30kW的抽油機(jī)通過(guò)一臺(tái)變壓器供電，因此可以利用 2 臺(tái) 50kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)向抽油機(jī)提供 80%的用電量，不足部分可以通過(guò)電網(wǎng)補(bǔ)充，這 一過(guò)程是通過(guò)1 臺(tái) 100kW 的并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)的。本產(chǎn)品利用先進(jìn)

近幾年，世界風(fēng)能發(fā)電平均以30%以上的速度增長(zhǎng)，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了風(fēng)電機(jī)組的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電一般可劃分為大型風(fēng)電、中型風(fēng)電及小型風(fēng)電。小型風(fēng)電多為離網(wǎng)型風(fēng)電，是獨(dú)立運(yùn)行的供電系統(tǒng)，即在電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，用小型風(fēng)電機(jī)為蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機(jī)容量一般在100W-10kW。早在20世紀(jì)70年代，小型風(fēng)電技術(shù)在中國(guó)風(fēng)能資源豐富的內(nèi)蒙古、新疆等地得到了發(fā)展，最初小型風(fēng)電技術(shù)被廣泛應(yīng)用在送電到鄉(xiāng)項(xiàng)目中為農(nóng)牧民家用供電。目前，在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片生產(chǎn)過(guò)程中，由于葉片采用的原材料多為木質(zhì)、玻璃鋼、合金材料，生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化程度偏低，很難保證每根葉片的重量和重心位置滿足裝機(jī)要求。這就給小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝帶來(lái)很大的麻煩，因?yàn)橐ＷC小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的平衡和穩(wěn)定性，需要安裝在每一臺(tái)風(fēng)機(jī)上的葉片重量和重心位置滿足裝機(jī)要求。于是對(duì)所生產(chǎn)的葉片進(jìn)行測(cè)試和配對(duì)就成為葉片出廠前的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，目前的配對(duì)方法和技術(shù)不僅生產(chǎn)效率低，并且無(wú)法快速大批量自動(dòng)實(shí)現(xiàn)小型風(fēng)電葉片的最優(yōu)化配對(duì)和配重。 針對(duì)上述現(xiàn)有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中葉片配對(duì)工序的不足，而提供一種快速高效的小型風(fēng)電葉片批量自動(dòng)優(yōu)化配對(duì)裝置。該配對(duì)裝置包括測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。并配套有相應(yīng)軟件，在對(duì)葉片重力、幾何尺寸等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置計(jì)算出葉片的實(shí)際重量、重心位置，將重量和重心位置相同或相近的葉片編號(hào)配對(duì)，具有測(cè)量精準(zhǔn)、配對(duì)準(zhǔn)確、配對(duì)效率高的優(yōu)點(diǎn)。 本產(chǎn)品屬于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片生產(chǎn)安裝領(lǐng)域。