新产品技术工作总结

新产品技术工作总结 一、项目开发背景概述 现已探明全球石油储量仅够人类开采 44 年，天燃气储量仅够人 类开采 62 年，煤炭储量仅够开采 230 年。世界能源日趋枯竭，开发 风电是世界性的能源战略。我国是能源匮乏的国家，已探明煤炭资 源仅能维持 20 年使用（目前 73.9%的电力来自于火电） ，2004 年石 油进口 1.25 亿吨，占总量的 41%，限电拉闸已波及 25 个省。如果 采用风电，可轻而易举地把我国电力翻一番（我国的风力资源为世 界之首） 。 风力发电在技术上正朝着轻型、高效、高可靠性及规模化发展。 随着水平轴和垂直轴风力涡轮设计和制造技术的不断改进，风轮叶 片多采用轻型玻璃钢纤维强化新材料，三叶片水平轴风力涡轮的最 大风轮直径已达 98m。而各国研究机构对风轮气动性能的研究也使 风力机的效率有了显著提高；同时，当前人们所掌握的各类高科技 技术手段也在风力发电的遥控技术和保护系统中得到广泛应用，通 过计算机监控可以使水平轴风力机具备精确的自动调向功能，在风 速过大时可自动减速，遇到台风时，叶片能自动停止运行，实现自 动化保护。此外，风力机的单机容量从 80 年代 50-100kW 的小型机， 迅速发展到 300kW 左右的中型机，现在 500-1000kW 级的大型机已进 入商业运行。 在风力发电成本方面，由于采用大型风力发电机、新型叶片设 计、高级新型材料、高智能的电子技术、灵活的轮壳结构以及符合 空气动力学的控制装置等，使风力发电能力大大提高，从而大幅度 降低了风力发电成本。另外，使用计算机技术，对风力发电机进行 2 有效的检测和控制，也使风力发电设备进一步得到完善。新型风力 发电机的发电成本已达到 5 美分/千瓦时，这已经和燃煤火力发电的 成本十分相近 最早进行风电技术开发的有美国、加拿大、德国、荷兰、西班 牙及丹麦等国，其风机单机容量从最初的数瓦到今天的数兆瓦，规 格在迅速增大。目前世界上从事风电机组开发制造的厂商主要为丹 麦的 Vestas 公司、德国的 Enercon 公司、Nordex 公司，美国的 GE wind 公司、西班牙的 Gamesa 公司及日本三菱重工等。上述公司提 供了世界风电市场装机份额 86%的产品。在我国已建成的风电场中， 由国外公司提供的产品份额也累计超过了 80%。 我国真正大规模进行并网风电机组的研究及开发始于九十年代 中期。随着近些年来国家组织的一系列攻关工程及 863 计划的支持， 风电技术研究及应用在我国也取得长足进展。650KW 以下机组的设 计、制造及成套技术我们已完全掌握。目前国内已出现十余家进行 风机机组整体集成或开发的单位。通过许可证方式从国外引进集成 技术进行生产的最大机组规格为 1.5MW。此外还有许多科研及高等 院校等也都开始了各类风电技术的相关研究及开发。可以预计，在 未来数年，我国在风电技术领域与国外的差距将会迅速缩小并能很 快接近甚至超过世界先进水平。 风力发电技术是涉及气象学、地理学、力学、叶轮机械、电力 系统和控制系统等方面的交叉研究领域，通过各学科各行业的发展 大大提高发电设备的发电效率、降低发电成本。在叶片和风轮方面 可以改变以往的翼型三叶片(两叶片)结构，采用柱型分流挡板直吹 方盒式风轮叶片技术。在动力传动方面，风轮旋转带动连接在其上 面的空心杆轴旋转，空心杆轴驱动(或者空心杆轴通过软轴驱动)小 3 齿轮旋转。多个小齿轮共同驱动一个大齿轮转动，从而驱动发电机 工作。 根据我国的风电发展规划和能源需求预测，国内风电行业将有着 巨大的发展空间和市场前景。 二、本项目产品进行以下的技术创新 风力发电的特殊性源于风力的随机性，因为必须在风电场决策 和电力系统的潮流分析、稳定计算、故障分析等诸多方面，研究处 理随机功率的新方法、新技术。此外，还要研究风电场的集中监控 和对通讯的干扰问题、风力场与电力系统的各种接口技术，以及风 力发电对环境的影响。 在开发、研制风力发电机的研究和实施中采取全面系统的计算 分析与试验相结合的方法进行研究验证，以确保优选结构能满足特 定载荷及应用工况的要求。完成施工设计及制造、试验及应用总结， 开发出具有完全自主知识产权的新型风电设备。并且在已完成的风 电设备研制的基础上，通过方案设计、分析，征求业内专家意见， 进行设计及工艺评审、最终定型及完成施工设计。通过样机生产， 进行试验验证，合格后进行风场工业应用考核、最终批量生产。 本项目产品的主要创新点 1）创新改进了叶片的设计 本项目产品通过对叶片角度的精密设计，掌握了最佳夹角，改 进了传动设计，使起动风速大大低于国家行业标准，实现了低风速 起动，从而加宽发电机的工作风速范围，更有效地提高风能利用。 同时在叶片外顶端设计了略向内翻的弯钩，当风叶高速运转时，由 于弯钩作用，促使前后对流的空气不会形成涡流而降低叶片运转的 4 声音。大大降低了运转噪声、环保性良好。 2）创新设计了无齿轮箱直驱结构 直驱发电机取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到叶 轮轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化， 经过置于地面的电力电子变换器，将频率不定的交流电整流成直流 电，再逆变成同频率的交流电输出。本风力发电机由于没有齿轮箱， 零部件数量相对传统风电机组要少得多。减少了能量损耗，降低造 价延长寿命,减少了维护次数和成本,体积减少了50%。 3）创新设计全自动独立式风力发电机塔架 本机塔架底座与塔架本体之间为活动连接；在塔架与底座之间 联有制动装置。制动装置可以为油压式制动装置，也可以为千斤顶。 通过制动装置的上顶作用而自动将塔架本体从倒立状态升至直立状 态，以完成该塔架的安装工作。与现有技术相比，具有自动化、成 本低、安装维护方便的特点，仅需一两人就能完成塔架的自动安装， 明显减轻了工作强度，特别适合在海岛或吊车无法到达的地方。 4）抗强风控制技术 由于本产品采用了先进的综合自动化控制技术，使本产品可以 实现自动抗强风防卫，控制因风大而使发电机转速过高(侧偏功能)。 本产品可以精确的保障发电机在1.5倍以内的额定转速下运行，加宽 发电机的工作风速范围。由于本产品对发电机的转速有限制功能， 因此在风速高达到50米/秒时，机组还可以不超转速运行。因而可以 比传统发电机在同样的条件下发更多的电力。更有效地提高风能利 用。独有的芯片控制风动力减速、限速技术，控制效率非常高、非 常灵敏，且对发电机无任何影响，并且可长期工作。同时也可以轻 松实现手动控制限速功能，从而避免强风对机组的损坏。不会像传 5 统机械式刹车结构那样，效率低、发热高、不能长期工作等问题。 5）实行无人管理化控制 由于本产品采用了先进成熟、可靠的自动化控制技术，以及优 质的材料和高性能的表面处理，所以本产品具有性能可靠、稳定、 寿命长等特点，本产品可以控制发电机输出电流，确保发电机不会 因过流而损坏。可以在蓄电池充满时自动停机，从而保护蓄电池不 会过充电。由于在任何情况下风轮都不会超过 2 倍的额定转速，所 以运转噪音非常小，且运转更安全可靠。采用多路传感器和综合控 制集成电路，完全可以完成无人管理的工作状态，当然也可以实现 手动停机功能。 安装场地：主要是在沿海陆地和近海海域漂浮发电为主，陆地 风口处、山风、谷风、坡风、江湖风、农村牧区均可，亦可安装在 楼顶、房顶。 适用范围：并网发电为主，也可在无电网地方，单独发电使用。 如农村牧区、山区、海上船队、南极考察站安装使用，还可以与锅 炉联合安装使用，可供大面积取暖等用途。 三、产品主要技术指标 1）额定功率:400-3000W 2）额定转速: 600-360r/min 3）起动风速: 2m/s 4）额定风速: 7-9 m/s 5）输出电压: 14-28V 140-280V 6）风叶直径: 1.98-4.5m 四、功能、用途 6 本公司拥有先进的中小型风力发电机设计、制造技术，主要生 产由 300W 到 20KW 系列的风力发电机，每种型号都是一个完整的 独立供电系统，能够在各种恶劣气候环境下安全运行，无需特殊的 保养，是分散住户、电视差转台、气象台、哨所、海岛、部队转信 台、社区、平原、农场等地的理想供电系统。 本项目产品主要解决了低风速起动技术及在风力超过 25 米/秒 以上时的控制和保护问题。发电机采用钕铁硼(N40)作为永磁体,开 发生产的低速同步风力发电机,具有体积小，重量轻,外观美观,发电 量充足等优点，产品性能达到国际同类产品先进水平，产品售价比 国际同类产品低 50%以上，解决了我国风电技术发展所应亟待解决的 关键问题。这一突破可促进我国可再生能源和新能源技术及相关产 业的发展,符合国家可再生能源和科技中长期发展规划相关要求。 五、今后发展思路 HLT 高效节能中小型风力发电机经过一年多时间的试制试产，已 取得较好的成果和经验，并初步产生较好经济效益，具有较大的市 场发展空间，因此，我们认为，该产品的试制试产是成功的。今后 我们还将继续改进和完善产品性能，进一步提高产品质量，更好满 足市场和用户需求。 1、扩建厂房，投入批量生产。为了进一步扩大生产规模，大力 发展高新技术，推动科技进步，提高经济和社会效益，本公司已向 瑞安市经贸局、科技局等部门提出申请，要求解决标准厂房，该计 划目前正在落实之中，我们计划扩建厂房、办公楼、生活用房，购 置先进设备和检测仪器，用于生产该新产品，争取年新增产值达到 2000 多万元。 7 2、加强企业管理和质量管理 我公司今后将继续引进中高级管理型人才，培养中层管理干部， 提高全公