近日，湖南省科技廳對(duì)2017年度省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)目進(jìn)行公示，由“風(fēng)電裝備與電能變換協(xié)同創(chuàng)新中心”（簡(jiǎn)稱風(fēng)電中心）專職研究人員龍辛高工負(fù)責(zé)，黃中華等人參與的“5兆瓦直驅(qū)永磁海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研發(fā)與應(yīng)用”在列。之前，科技廳公布了2017年度湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)項(xiàng)目，中心與湘電風(fēng)能聯(lián)合申報(bào)的“智能型超大功率（7-8MW）風(fēng)電機(jī)組研發(fā)”獲得立項(xiàng)資助，項(xiàng)目合同經(jīng)費(fèi)176萬元。同時(shí)，中心組織校內(nèi)專家參與的2017年度湖南省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技術(shù)投資項(xiàng)目“高端裝備電氣傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目也成功獲批，經(jīng)費(fèi)350萬元。
作為湖南省高校首批2011協(xié)同創(chuàng)新中心，風(fēng)電中心結(jié)合國(guó)家新能源發(fā)展戰(zhàn)略和湖南省風(fēng)電裝備行業(yè)的重大需求，圍繞大型風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)中涉及的重大理論與技術(shù)問題開展科學(xué)研究，目前已成長(zhǎng)為湖南省風(fēng)電領(lǐng)域重要研究基地，擴(kuò)大了學(xué)校的影響。這兩年來的中心的發(fā)展，主要成果主要體現(xiàn)在學(xué)科平臺(tái)密集落地、人才匯聚效應(yīng)明顯、學(xué)術(shù)交流頻繁開展、產(chǎn)生一批科研項(xiàng)目與成果、服務(wù)特需碩士人才培養(yǎng)取得豐碩成果等五個(gè)方面。
一是學(xué)科平臺(tái)密集落地
風(fēng)電中心建設(shè)的重要目標(biāo)是打造我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域創(chuàng)新研究基地。2013年10月18日中心成為首批立項(xiàng)培育的省級(jí)協(xié)同創(chuàng)新中心，2014年9月29日通過省教育廳組織的認(rèn)定。三年來，中心緊緊抓住平臺(tái)建設(shè)這個(gè)重中之重，聯(lián)合best365官網(wǎng)相關(guān)教學(xué)單位，先后申報(bào)并獲批了“風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及控制”湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2015年）、“風(fēng)電運(yùn)維與測(cè)試技術(shù)”湖南省工程實(shí)驗(yàn)室（2016年）、“海上風(fēng)機(jī)安全服役關(guān)鍵技術(shù)”湘潭市協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2017年）。目前，best365官網(wǎng)在風(fēng)電裝備與技術(shù)方面的省市級(jí)科研平臺(tái)數(shù)量位居全省高校第一。
二是人才匯聚效應(yīng)明顯
風(fēng)電中心秉承“科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源”的建設(shè)理念，率先開展了人員聘任、人才評(píng)價(jià)、考核制度建設(shè)，出臺(tái)了中心“人員聘用及薪酬分配暫行辦法”、“考核管理暫行辦法”等相關(guān)文件。2015年吸納湖南大學(xué)為協(xié)同單位，進(jìn)一步加強(qiáng)了中心力量。建立了風(fēng)電裝備先進(jìn)制造技術(shù)、電能變換技術(shù)、運(yùn)行控制技術(shù)、風(fēng)電裝備測(cè)試與故障診斷技術(shù)、海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等5個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，根據(jù)創(chuàng)新任務(wù)需要，組建了“風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
目前，中心聘有專職研究人員67人，隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)更趨合理：其中國(guó)家“千人計(jì)劃”1人，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才2人，973計(jì)劃項(xiàng)目首席專家2人，國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目首席專家5人，863計(jì)劃項(xiàng)目首席專家3人，湖南省121人才4人，教授21人、博士33人。
三是學(xué)術(shù)交流頻繁開展
為了提高學(xué)術(shù)水平，擴(kuò)大中心影響，中心十分注重學(xué)術(shù)交流。中心承辦了系列國(guó)際國(guó)內(nèi)會(huì)議，包括2016年與湖南工業(yè)大學(xué)等聯(lián)合承辦的“第五屆復(fù)雜系統(tǒng)和應(yīng)用(ICCSA 2016)”國(guó)際會(huì)議，2017年承辦中國(guó)振動(dòng)工程學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)九屆二次理事會(huì)暨2017優(yōu)秀青年論壇，協(xié)辦中國(guó)電工技術(shù)年會(huì)、新能源與環(huán)境國(guó)際合作發(fā)展論壇等重要國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議。中心還鼓勵(lì)并資助成員積極參加風(fēng)電行業(yè)相關(guān)的各類會(huì)議。目前每年進(jìn)行學(xué)術(shù)交流達(dá)50余人次。
中心積極邀請(qǐng)國(guó)際國(guó)內(nèi)知名專家來中心講學(xué)，包括國(guó)際知名風(fēng)資源評(píng)估和風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控專家、英國(guó)拉夫堡大學(xué)Simon Watson教授，國(guó)家杰青、上海交通大學(xué)張文明教授，美國(guó)密歇根大學(xué)高飛教授，英國(guó)紐卡斯大學(xué)楊文獻(xiàn)教授，上海交通大學(xué)彭志科教授等。
中心注重團(tuán)隊(duì)內(nèi)部學(xué)術(shù)交流，專門下發(fā)文件要求每個(gè)研究團(tuán)隊(duì)每年至少開展2次內(nèi)部學(xué)術(shù)交流，至少邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家舉辦學(xué)術(shù)講座1次。中心理事會(huì)提出“中心技術(shù)研究必須服務(wù)企業(yè)技術(shù)需求”，2016年5月13日，中心與湘電集團(tuán)舉辦“技術(shù)需求對(duì)接大會(huì)”。中心專家與湘電集團(tuán)十四名技術(shù)人員就風(fēng)電領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問題進(jìn)行深入交流。結(jié)合問題大力開展科學(xué)研究，在服務(wù)企業(yè)的同時(shí)也提升了科研針對(duì)性，提升了自身科研水平。
四是獲得一批科研項(xiàng)目與成果
三年來，風(fēng)電中心新增國(guó)家級(jí)項(xiàng)目22項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目46項(xiàng)，橫向課題53項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利33項(xiàng)，授權(quán)專利39項(xiàng)，獲省市級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)，主要標(biāo)志性成果有：
5MW及以上海上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)研究。完成了大型海上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散熱性能分析、大型海上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)防鹽霧防腐蝕設(shè)計(jì)、大型海上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率變流試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)真正意義上的海上5WM風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（XE128-5000）小批量生產(chǎn)，已裝機(jī)10臺(tái)，新增銷售收入3.6個(gè)億，相關(guān)技術(shù)先后獲湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電耦合建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立了系統(tǒng)電、磁、熱、力等多物理場(chǎng)耦合分析模型，發(fā)明了PWM整流器控制下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)多工況全局效率最優(yōu)設(shè)計(jì)方法和單軸承支撐的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，突破了復(fù)雜條件下發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配的關(guān)鍵問題，發(fā)電機(jī)有效材料消耗降低10%、平均效率提高3.7%，提出了基于重復(fù)齒槽單元的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法，發(fā)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩降低65%，獲湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。
高壓中型網(wǎng)絡(luò)群控綜合測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)集電機(jī)試驗(yàn)、變頻技術(shù)、測(cè)控技術(shù)等專家于一體，達(dá)到試驗(yàn)過程節(jié)約能源、低噪聲的綠色制造友好性目的，是目前國(guó)內(nèi)最完善的風(fēng)力發(fā)電機(jī)滿功率試驗(yàn)平臺(tái)之一，為“國(guó)家能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）風(fēng)電中心”的核心裝備，試驗(yàn)?zāi)芰?guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)，相關(guān)成果獲湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
高性能變槳偏航電機(jī)研制及其控制技術(shù)研究。完成了兆瓦級(jí)風(fēng)電他勵(lì)串勵(lì)電機(jī)、永磁變槳電機(jī)電磁設(shè)計(jì)，偏航電機(jī)型式試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)、變槳電機(jī)型式試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)，到2016年底已完成3500臺(tái)套，產(chǎn)值超過1億元，打破了國(guó)外變槳伺服電機(jī)壟斷市場(chǎng)的格局。
風(fēng)電機(jī)組智能控制技術(shù)研究。提出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的空間矢量調(diào)制方法和基于自適應(yīng)模型預(yù)測(cè)控制的DFIG直接功率控制方法，提出了基于無功功率參考模型的轉(zhuǎn)子電阻在線辨識(shí)方法、基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定子電阻辨識(shí)方法、基于參數(shù)辨識(shí)和擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速觀測(cè)方法，提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)閉環(huán)磁鏈觀測(cè)器，解決了低速區(qū)交流電機(jī)磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)的問題，發(fā)表期刊論文17篇，SCI、EI收錄8篇，科學(xué)出版社出版專著《多變量系統(tǒng)模糊/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制》，獲湖南省自然科學(xué)三等獎(jiǎng)。
風(fēng)電裝備關(guān)鍵零部件故障發(fā)生機(jī)理研究。研究了風(fēng)電裝備關(guān)鍵零部件的故障發(fā)生機(jī)理，提出典型零部件的失效準(zhǔn)則，針對(duì)葉片、變漿軸承、齒輪箱等關(guān)鍵零部件典型故障發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)合湘電風(fēng)能多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)提供的典型故障信號(hào)特征，提出了葉片，變漿軸承，齒輪箱等零部件的失效準(zhǔn)則，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文6篇，申報(bào)發(fā)明專利2項(xiàng)，獲湖南省自然科學(xué)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
大型風(fēng)電機(jī)組性能試驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用。提出了一種采用交流變頻器控制永磁電機(jī)模擬風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪載荷的方法，通過發(fā)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與模擬風(fēng)速的匹配控制，實(shí)現(xiàn)被試發(fā)電機(jī)工況模擬；提出了一種雙饋風(fēng)電機(jī)組軸系彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)測(cè)試測(cè)試方案；試驗(yàn)裝置已為多家風(fēng)電整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、風(fēng)電變流器生產(chǎn)企業(yè)開展試驗(yàn)測(cè)試，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文3篇，授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)、實(shí)用新型專利2項(xiàng),獲湘潭市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
抗暴風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研發(fā)與應(yīng)用。應(yīng)用了暴風(fēng)停機(jī)保護(hù)策略，優(yōu)化設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)控制軟件和實(shí)測(cè)臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)風(fēng)模型計(jì)算方法，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集及分析系統(tǒng)，并針對(duì)極端載荷設(shè)計(jì)關(guān)鍵承力部件，解決了臺(tái)風(fēng)等暴風(fēng)極端天氣下大型風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行及可靠性技術(shù)難題，開發(fā)出2MW系列抗暴風(fēng)型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品，取得發(fā)明專利3項(xiàng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，獲湖南省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、湘潭市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)快速功率控制與高品質(zhì)電能轉(zhuǎn)換。建立了直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換與功率控制綜合模型，發(fā)明了基于PWM整流器的直接功率預(yù)測(cè)控制方法和基于虛擬同步的無功功率控制方法，突破了風(fēng)速易變條件下發(fā)電系統(tǒng)有功功率和無功功率快速響應(yīng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)；提出了發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)變流器環(huán)流和諧波抑制方法，系統(tǒng)環(huán)流降低65%，電流畸變率（THD）抑制到1.5%，獲教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
五是人才培養(yǎng)取得豐碩成果
2011年，動(dòng)力工程（風(fēng)電技術(shù)方向）獲批為專業(yè)碩士學(xué)位點(diǎn)，研究生由best365官網(wǎng)與湘電集團(tuán)聯(lián)合培養(yǎng)。中心作為雙方科研合作的重要平臺(tái)，為高層次人才培養(yǎng)提供了實(shí)質(zhì)性幫助。
一是提供師資條件、實(shí)驗(yàn)條件、技術(shù)開發(fā)和學(xué)術(shù)研究條件等，將人才培養(yǎng)與技術(shù)開發(fā)、工程建設(shè)和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合。多名中心專職人員進(jìn)入湘電開展風(fēng)電研究工作；湘電的技術(shù)人員來到動(dòng)力工程（風(fēng)電技術(shù)方向）專業(yè)學(xué)習(xí)后返回公司繼續(xù)工作。湘電集團(tuán)有15位工程技術(shù)人員在best365官網(wǎng)擔(dān)任碩士生導(dǎo)師。二是整合協(xié)同創(chuàng)新體各組成單位的優(yōu)勢(shì)科技資源平臺(tái)，通過協(xié)同體各單位的博士后工作站、工程技術(shù)風(fēng)電中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等資源，多渠道強(qiáng)化對(duì)人才的培養(yǎng)。目前協(xié)同體單位為人才培養(yǎng)開放的平臺(tái)20余個(gè)。
三年多來，中心共培養(yǎng)研究生24名，培訓(xùn)企業(yè)骨干300余人次。高質(zhì)量的研究生培養(yǎng)，為企業(yè)解決了技術(shù)難題。謝衛(wèi)才副教授帶領(lǐng)研究生張海、賀斌等進(jìn)行大型風(fēng)電機(jī)組變槳電機(jī)研發(fā)。成功研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、多型號(hào)、系列化的變槳伺服電機(jī)，率先實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化，結(jié)束了風(fēng)電變槳伺服電機(jī)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的格局。楊躍龍教授、趙毅君教授帶領(lǐng)研究生陳曉雷、羅浩等研制成功了數(shù)字化電機(jī)測(cè)試平臺(tái)，研制過程中攻克了能量回饋處理等難題，目前已推廣到包括湘電集團(tuán)、大亞灣核電站在內(nèi)的50多家企業(yè)，為企業(yè)直接節(jié)省測(cè)試成本近億元。研究生張明陽在北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐期間，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電變槳系統(tǒng)滑環(huán)在使用過程中維護(hù)困難、故障率高等問題，研究采用無線電能傳輸方案的滑環(huán)取代常規(guī)滑環(huán)，提出了控制信號(hào)、動(dòng)力信號(hào)分離、中繼器抗擾的方案，企業(yè)采用這種方案后將滑環(huán)故障降低60%。
長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。風(fēng)電中心在探索協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，服務(wù)社會(huì)，提升best365官網(wǎng)人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究能力的同時(shí)，將突破一批風(fēng)電領(lǐng)域急需解決的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，為我國(guó)風(fēng)電裝備制造業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供技術(shù)支持和理論支撐。
