研究内容：面向新型风力发电实现机理和关键技术需求，研制大功率海上漂浮式垂直轴风电机组。具体包括：探索海上漂浮式垂直轴风电机组高效风能捕获及转化技术；海上漂浮式垂直轴风电机组构型设计、传动机理与载荷特性分析技术；垂直轴风电机组与漂浮式基础一体化优化设计技术；海上漂浮式垂直轴风电机组气动与水动耦合试验工况下缩比模型高保真验证技术；海上漂浮式垂直轴风电机组样机研制、安装和测试验证技术。
考核指标：提出20兆瓦级海上漂浮式垂直轴风电机组设计方案，气动与水动耦合试验工况下缩比模型载荷对整机仿真载荷的复现准确度不小于90%；研制额定功率不低于2兆瓦的海上漂浮式垂直轴风电机组样机，最大风能利用系数不低于0.40，设计寿命不低于25年，发电工况时漂浮式基础最大倾斜角不大于10度，极端工况时最大倾斜角不大于15度，通过第三方机构认证，并进行应用验证。
关键词：大功率海上漂浮式垂直轴风电机组，高保线、大功率前端调速高电压海上风电机组关键技术与装备（共性关键技术类）
研究内容：面向大型海上风电机组对低损耗、高效率及高经济性发电系统的重大需求，突破前端调速高电压海上风电机组关键技术。具体包括：前端调速高电压大功率海上风电机组集成设计技术；具备前端调速功能的传动链构型、设计及制造技术；高电压发电机结构与电磁、绝缘及冷却技术；调速系统及整机控制技术；前端调速高电压海上风电机组样机研制及实验技术。
考核指标：提出前端调速高电压海上风电机组设计方案，额定功率不小于20兆瓦，传动链的前端调速系统额定功率不大于20%机组额定功率，高电压发电机额定输出电压不低于35千伏；研制具备前端调速功能的传动链和高电压发电机，传动链输出转速精度不大于1%，发电机额定输出电压不低于35千伏、绝缘等级不低于H级；研制额定功率不小于6兆瓦的海上风电机组样机进行实验验证，整机并网精度满足500.5赫兹。
研究内容：面向风电机组叶片对低温、高湿环境适应性发展的需求，突破风电场覆冰灾害模拟、风电机组叶片高效、微能耗智能主动除冰关键技术。具体包括：复杂气象与环境条件下风电机组叶片覆冰增长机理与数值模拟方法；覆冰长柔叶片气弹颤振与整机失谐的特征辨识与监测技术；叶片高效、微能耗快速主动除冰装置及智能控制策略；抗冰冻型风电机组叶片防冰/除冰/防雷系统优化与叶片结构一体化设计技术；抗冰冻型风电机组叶片与智能除冰装备研制及风电场应用示范。
考核指标：结冰工况下风电机组叶片结冰的三维动态数值仿线%；研制叶片微能耗快速高效智能除冰系统装置，功率不大于100瓦，单支叶片除冰时间不超过20分钟；开发长度不低于100米的低温、高湿环境适应性风电机组叶片；防冰/除冰有效率不小于90%，叶片表面结冰厚度检测精度不低于1毫米；除冰叶片需要满足风电机组防雷设计国家或国际标准要求；抗冰冻型叶片与微能耗除冰装置在不少于3个不同海拔、不同叶片长度的严重覆冰风电场进行应用示范。
研究内容：面向我国陆地、海上多场景，以及气候环境、风资源、装机规模等差异化因素下风电场高质量开发的需求，突破多场景风电场规划设计关键技术。具体包括：陆地、海上多种典型开发场景下风电场流场测量与数据处理技术；数据驱动与物理模型融合的多场景风电场群宏观规划设计技术；多场景下风电场流场及其尾流效应的高精度计算流体动力学快速降阶与人工智能高效高保真仿真技术；多场景下风电场机组选型、微观选址、道路与集电系统等多目标一体化协同优化设计技术；多场景风电场规划设计及微观选址软件开发与应用示范。
考核指标：开发多场景风电场规划设计及微观选址软件，通过第三方专业机构认证；在不少于5个陆上或海上风电场进行应用验证，覆盖平坦地形、复杂地形等不同地形，平均风速计算值与实测值误差不大于5%，湍流度计算值与实测值误差不大于15%；风电场正常发电条件下，海上风电场年发电量计算值与实测值误差不大于5%，复杂地形风电场年发电量计算值与实测值误差不大于10%，1000兆瓦级风电基地年发电量计算值与实测值误差不大于10%；软件在不少于10家单位、100个风电项目上进行推广应用。
研究内容：面向海上风电机组大功率发展需求，突破发电机转矩密度提升关键技术，探索新的导电导磁材料、励磁结构及冷却方式等技术方案，掌握高转矩密度、高效率、轻量化大功率海上风电机组新型发电机设计理论及关键技术。具体包括：大功率发电机新型结构形式及转矩密度提升与高效能量转换机理；高品质励磁新技术与新型拓扑设计方法；发电机功能结构、高效冷却与可靠绝缘一体化协同优化设计技术；大功率海上风电机组新型高转矩密度发电机样机研制与测试技术。
考核指标：提出25兆瓦级高转矩密度发电机技术路线及全套设计方案，通过设计认证评估；研制额定功率不小于10兆瓦的发电机样机，额定转速不低于200转每分钟，转矩密度不低于15牛米每千克，温升不超过95开尔文，功率因数不低于0.9，额定效率不低于95%；完成样机的功能和性能测试。
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