国家海上风力发电工程技术研究中心首批开放基金项目指南发布

国家海上风力发电工程技术研究中心（以下简称“工程中心”）于2009年由国家科技部批准成立，依托于中国船舶集团海装风电股份有限公司，系海上风电装备技术研究、系统设计、集成制造及其海上风电场工程技术研究的专业化技术研发机构。工程中心围绕以海上风电前沿引领技术和共性关键技术研发与应用为核心，以建设技术创新、成果转化、信息与技术交流、人才培训四大功能的海上风电核心基地为目标，打造我国海上风电机组研制、海上风电场建设技术平台，持续推动推动我国海上风电技术进步，是研发资源集聚、组织运行开放、科技成果分享的海上风电技术创新平台。

为充分发挥本中心的学科优势和良好的科研条件，培养创新性高层次技术人才，更好的形成海上风电技术领域不断创新的可持续发展能力，推动海上风电相关行业的技术进步，特设立“工程中心开放基金项目”，欢迎国内外高等院校、科研机构、企业研究人员开展合作交流。

2022年，本开放基金项目拟在 “深远海浮式风电系统多物理场耦合风洞实验研究”、“大型风电机组柔性叶片轻量化设计关键技术”、“风电机组主轴及齿轮箱用滑动轴承关键技术研究”、“大型风电机组高阻值抗电蚀绝缘轴承研制”、“智能风储系统电压源自同步并网稳定机理与控制技术”、“海上风电机组智能化温度监测及其边缘装置开发”、“高效波浪能开发利用的关键技术研究”、“海上大型垂直轴风电机组原理论证”、“基于MEMS技术的测风激光雷达技术研究”9个方向开展研究，具体如下：

研究内容：针对深远海浮式风电系统多场耦合水池实验难以全面体现标准风况特征的问题，开展浮式风电系统多物理场耦合风洞实验研究。具体包括：基于风洞实验气动相似的浮式风电系统缩比设计方法；适用于风洞实验的浮式风电系统多自由度运动平台设计技术；不同风浪流等效工况组合下浮式风电系统缩比模型动态响应测试技术；基于风洞在环测试的浮式风电系统全尺寸数值模拟技术。

考核指标：形成浮式风电系统风洞实验方法，研制浮式风电系统风洞实验多自由度运动平台1套，运动平台对水动力响应复现偏差≤5%；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对8MW及以上百米级风电机组叶片的高效设计需求，突破大型柔性叶片气动弹性设计与协同优化关键技术。具体包括：非定常风况下大型柔性风电机组叶片气动-结构耦合动态响应模拟技术；大型柔性风电机组叶片气动弹性稳定性分析和颤振预测技术；基于气弹耦合多目标联合优化方法的大型柔性风电机组叶片轻量化设计技术研究及工具开发。

考核指标：开发大型柔性风电机组叶片气动、结构与载荷多目标联合优化软件1套，实现现役百米级8MW目标叶片设计减重≥5%；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对风电机组主轴及齿轮箱对滑动轴承的低成本、高功率密度以及高可靠性设计的重大需求，开展风电机组主轴及齿轮箱用滑动轴承构型、设计、仿真及试验关键技术研究。具体包括：风电机组主轴及齿轮箱用滑动轴承高可靠构型设计技术；滑动轴承瓦面修型技术、低速启动宽载荷润滑设计技术；滑动轴承瞬态热-弹-流多场耦合机理与数值仿真技术；滑动轴承风电应用及试验技术。

考核指标：形成6MW级风电机组主轴及齿轮箱用滑动轴承设计方案；开发主轴及齿轮箱用滑动轴承瞬态热-弹-流多场耦合仿真软件；完成风电机组主轴及齿轮箱用滑动轴承试验技术研究；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：开展海上风电绝缘轴承研制，开展可靠性、安全性和稳定性论证，形成绝缘轴承设计方案和制造关键工艺。开展现有轴承电蚀分析，研究轴承绝缘涂层的表面形貌、微观结构、孔隙率、表面缺陷等性能，并分析轴承绝缘涂层的工艺与绝缘涂层表面形貌表、微观结构、孔隙率、表面缺陷和厚度等关联规律；开发轴承绝缘涂层材料，研究轴承绝缘涂层的表面形貌、微观结构、孔隙率、表面缺陷等性能，并分析轴承绝缘涂层的工艺与绝缘涂层表面形貌表、微观结构、孔隙率、表面缺陷、厚度等间的相关作用规律；开展绝缘轴承的性能分析，研究涂层厚度、显微硬度、结合强度、抗热震性等与微观结构、绝缘特性和抗冲击性间的内在联系，并建立耐击穿电压、绝缘阻值等在多种湿度和温度下的关联规律；开展绝缘轴承的设计与优化研究，并实施可靠性和稳定性评估；开发8~10MW风力发电机绝缘轴承并试验验证。

考核指标：绝缘轴承满足耐击穿电压≥3000V；绝缘轴承的绝缘阻值（150±2℃）≥500MΩ；绝缘轴承的绝缘阻值（25±2℃）（95±3）%RH≥500MΩ；绝缘轴承的表面硬度≥600HV；绝缘层结合强度≥30MPa；绝缘层最大冲击力≥6.0J；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对高比例风电系统与弱电网环境下风电的安全稳定运行需求，开展智能风储系统电压源自同步并网稳定机理与控制技术研究，提升风电机组暂/稳态稳定运行和电网主动支撑能力，研究内容主要包括：研究风储系统控制拓扑与建模分析方法，分析储能对机组控制灵活性与稳定性影响及变化规律；研究风储系统电压源自同步控制方法，提出系统无锁相环并网运行控制策略；研究电压源自同步风储系统电网故障暂态特性及主要影响因素，提出系统故障穿越及暂态支撑控制方法；研究电压源自同步风储系统电网小扰动失稳机理及变化规律，提出系统主动阻尼方法；开展5.0MW及以上智能风储系统电压源自同步控制器硬件在环数模混合仿真试验及验证。

考核指标：提出至少2种风储系统新型电路拓扑；智能风储系统具备无锁相环并网稳定运行能力，适应系统短路比SCR≤1.1；具备标准要求的故障穿越和暂态支撑能力，无功电流响应时间≤10ms；具备一次调频及无功调压能力，快速频率响应时间≤40ms，快速无功响应时间≤20ms；系统全部性能完成控制器硬件在环半物理仿真验证，实时仿真步长≤50微秒；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对海上风电机组机舱、齿轮箱、轴承温度状态评估与预警需求，以及海上风电通信带宽低、运维成本高等问题，开展基于信息共享的海上风电机组就地智能化温度监测系统，开发边缘计算装置。具体内容包括：研究海上风电机组发电过程运行数据批次预处理、多维测点关联性挖掘及温度测点诱导特征提取方法；研究海上风电机组关键设备温度测点全工况运行特性动态建模、模型“确定+不确定”性能评价方法，形成关键温度测点状态综合评级及故障预警技术；开发边缘数据采集、存储功能模块，研发海上风电设备远程温度状态监测与故障预警边缘终端，研制软件交互系统与可视化界面。

考核指标：形成系统化的海上风电机组关键设备温度测点智能化监测技术，开发智能化监测边缘系统一套，验证3种以上温度测点的状态监测及故障预测，故障预测准确率≥80%；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对我国海洋综合能源开发的需求，开展高效波浪能发电装置技术研究。具体内容包括：开展如下三类波浪能发电装置的理论和实验室比较研究：振荡水体柱式、漫顶式和摆式；研究影响三类波浪能转化装置的发电效率的关键技术，至少采用海洋动力学理论分析、海洋数值模型仿真实验、实验室造波水槽试验这三种分析方法和工具进行研究；从三类装置中优化选择研发适合海上风能发电海区的特定波浪能高效转化装置。

考核指标：定量提供三类波浪能转化装置的发电效率的分析结果；研发三类波浪能转化的实验室发电装置，要求实验室样机指标符合海上装机容量不少于200kW，发电总体效率不低于20%；适合海上风能发电海区的特定一类波浪能发电装置，实验室样机指标符合海上装机容量不少于300kW，发电总体效率不低于30%，可持续发电不少于3天。明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对深远海风电发展的需求，综合海况、立轴机组构型、安全稳定、经济性等因素，开展海上大型垂直轴风电机组原理论证。具体包括：超大尺寸叶片、风轮、拉索、底架、传动链、发电系统、主动变桨系统的方案设计；分析翼型、叶片、垂直轴风轮的气动性能，研究风轮功率输出特性、非定常来流下气动载荷变化规律；开展风轮、拉索、传动链、支撑架等构件的设计及强度分析，研究超大风轮和传动链的动力学特性。

考核指标：完成海上垂直轴风电机组总体设计方案，性能指标：抗风浪能力满足我国深远海环境特点，设计寿命≥25年、风能利用系数≥0.38，基于一类风区设计年等效满发小时数≥4000h；明确发明专利等知识产权数量。

研究内容：针对风机运行过程中实时功率预报对高可靠、多维度、低成本测风设备的需求，开展基于MEMS技术的小型化测风雷达技术研究。具体研究内容包括：研究基于MEMS加工技术的扫描机构及其光束指向控制方法，突破传统风电用多维扫描激光雷达体积大安装位置受限的局限，提供更小型化及更多类型风参数数据的测量；降低激光雷达的综合使用成本；研究激光多普勒测速方法，实现更多距离梯度的测量；研究实施动态位姿矫正算法，对风机和外界的振动干扰进行补偿矫正，实现高可靠性和高精度的风速、风向测量。

考核指标：突破关键MEMS器件的批量加工和控制技术；加工MEMS器件工程样机；开发基于MEMS技术测风激光雷达原理验证平台一套；明确发明专利等知识产权数量。

1.开放基金面向海内外具有较强科研能力和条件、运行管理规范、具有独立法人资格的科研机构、高等学校、企业等，可根据项目申报指南要求申报项目。多个单位组成申报团队联合申报的，应签订联合申报协议，并明确一家单位作为项目牵头单位。项目下设课题的，也应同时明确课题承担单位。

2.申报项目项目负责人应具有领导和组织开展项目研究的能力，且具备以下条件：

（一）具有良好的科学道德；

（二）具有高级专业技术职务（职称）或博士学历；

（三）从事指南项目相关研究或技术研发经历不少于5年；

（四）同一项目负责人不能同时担任多个开放基金项目的负责人。

3.申报项目须符合指南范围，申请单位应具备实施该项目的研究能力和基础条件，并填报《开放基金科研项目申报书》，详见附件1。

4.课题选题必须具有创新与研究价值，不得与同类研究低水平重复或以往研究成果重复。

5.凡申请本基金项目的单位，即视为接受本管理办法的要求和约定，开放基金项目申请一旦获得立项，其项目负责人在项目执行期内自动成为国家海上风力发电工程技术研究中心签约合作科研人员。

6.开放基金项目管理参照《国家海上风力发电工程技术研究中心开放基金项目管理办法（试行）》，详见附件2。

申报书应经所在单位同意并加盖单位公章后（另附申报材料电子版，光盘刻录），于2022年3月15日前（以邮戳为准）邮寄一式3份至工程中心，逾期不予受理。

联系人：熊圣新  023-83396012/15086697873

申报书邮寄地址：重庆市渝北区大竹林翠竹路5号中国海装总部，熊圣新 收，邮编：401122

邮箱： kjxxb@hzwindpower.com

来源：中国海装