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'''智能永磁风电机组关键技术应用案例'''金风 3MW（S）智能永磁风电机组关键技术应用案例，近年来，我国风电行业持续保持快速增长势头，风电机组设计能力和 [[ 制造 ]] 工艺也都有了很大提升，但风电与传统的化石能源电力相比，风电的发电成本仍然较高，且小功率风机可开发利用的风能资源也极为有限，发电成本更低、风能资源利用率更高的大 [[ 功率 ]] 机组研发生产成为我国以及全球风电行业发展趋势。

伴随着新机型的研发与风电技术的进步，先进的感知、自我学习、智能决策等技术已被初步应用在风电机组上。一方面，通过结合雷达测风与控制技术，风电机组能够精准感知风况进行提前应对；另一方面，利用 [[ 传感器 ]] 与卫星导航系统，对机组进行状态监测与参数实时采集，为整机控制系统提供参考信息；同时， [[ 大数据 ]] 、云计算<ref>[https://it.sohu.com/a/523453939_120050395 云计算的普及：让我们了解一下云计算]，搜狐，2022-02-17</ref>等新一代信息技术与风电技术也加快融合。这些技术为风电机组智能化奠定了坚实基础。

在此背景下，金风科技立足传统风机 [[ 设计 ]] 及制造经验，充分利用当前快速发展的控制技术、传感技术以及及大数据等新一代信息技术，对 GW3（S）机组进行了大胆创新和突破，从外部风况入手的精准测风、尾流控制，到单机的智能模块搭建，再到整场的功率优化、状态管理，以及整场数据的云端存储等，提出了风—机—场—云端全方位智能风电场解决方案。GW3（S）智能机组技术的突破不仅大幅度降低了大型风电设备制造成本，并且将我国可开发利用的风能资源提高到 60 亿千瓦以上，极大地拓展了风能 [[ 资源 ]] 的储量。

金风 3.0MW(S)直驱永磁风力发电机组首台样机于 2016 年12 月在张北 [[ 安装 ]] ，且一次并网发电成功，至今已稳定运行 30 个月，2018 年年度可利用率为 96.06%。截止 2019 年 5 月 20 日，累计发电2720 万度，累计发电 18643 小时。

2017 年 3.0MW(S)机组实现 [[ 销售 ]] ，截至 2019 年 5 月共计实现销售 1800 多台。目前 3.0MW(S)机组已经广泛应用到国内多个大型风电场项目，包括山东临朐项目、大唐滨海项目、大连庄河、土耳其、阿根廷等多个项目，并于2018 年在江苏大丰海上进行吊装、正式并网发电。

1、完成单位的新增 [[ 销售 ]] 额和新增利润，均由金风科技公司财务部提供；

2、应用单位销售额，按照年发电量Ⅹ上网电价计算，利润按照销售额Ⅹ预测 [[ 行业 ]] 平均利润率20%计算。

海上 [[ 项目 ]] 从 2018 年 8 月并网至今，已经发电约 4982.93 万度，实现销售收入 3732.5 万元；

国内陆上、海上及天润等已经并网 [[ 发电 ]] 的项目，累计实现 9847 万元的发电收益。

（1）3MW（S）机组3.x 到 4.x 的系列机型产品已实现产业化，并建立了风电机组设计理论和技术体系，标准、测试和认证体系建设得到同步发展，智能设计的理念推动我国风电 [[ 技术 ]] 向更广更深的方向迈进了一大步。

（2）3MW（S）风力发电机组突破了风电设备地域环境的限制，使风电机组能够在高海拔、低风速、沙尘、低温、高温、海上等多种恶劣气候条件下的广大区域应用，有效拓展了风电 [[ 产业 ]] 的市场空间。

（3）3MW(S)并网机组已实现累计发电量 12 亿千瓦时，节约标准煤 48 万吨，减少有害气体排放 125 万吨，在节能减排、应对 [[ 气候 ]] 变化、优化调整火电为主的电力结构等多方面发挥了积极的引领作用。

（4）将智能理念引入产品开发过程及验证环节中，培养了一批面向风电产业的高水平领军人才和科技骨干，建立了一支高技能专业人才、高技术服务人才、高层次管理人才构成的科技 [[ 创新 ]] 人才梯队，为我国从风电制造大国向风电技术强国转变提供了有力的科技支撑。

（5）3MW(S)智能风机成功打入国际市场，完成了从大功率风电机组技术输入国到拥有者和输出国的转变，极大增强了我国风电在国际市场的竞争优势，为促进我国风电行业整体科技进步做出了重大贡献。2017 年行业专业 [[ 期刊 ]] 《Windpower Monthly》公布的最佳大功率陆上风电机组（3 兆瓦以上）机型榜单中，金风科技 GW140/3MW 机型荣获金奖，这是我国整机产品近年来首次获得《Windpower Monthly》全球最佳风机评选的金奖。

创新了直驱永磁风力发电机的关键风能预测及控制 [[ 技术 ]] ，提出了更有针对性、更加精准的测风方案，根据精准风况进行机组控制、降载，有效减少单机载荷 3%、提高机组发电量 2%。

自主研发了单机及整场各种风机状态监测、调节、 [[ 管理 ]] 的能巢系统，解决了缺乏根据风况、环境情况自我调节能力的问题；能巢根据点位的风参情况，引入优场算法，使机型组合配置，载荷逐点位、逐扇区核算，控制参数精益配置，充分发掘点位潜力，寻找最优性能成本组合，可有效提高机组发电量1～3.5%；并实现了对机组能耗、光影、结冰等状态管理。

攻克了以往绕组故障只能停机的问题，自主开发永磁直驱风电机组变流器<ref>[http://news.sohu.com/a/721403572_121124362 变流器散热方案！]，搜狐，2023-09-18</ref>及发电机双绕组模块关键部件，实现了单套绕组故障情况下机组半功率运行，给运维争取了时间、提高了发电量。3MW(S)普通型机组在某些故障出现时，会报出 [[ 故障 ]] 并停机，而 3S 机组在检测到有绕组故障后，会判断并屏蔽故障绕组、启动单绕组运行，确保在故障状态下机组也可以满足不停机并半功率运行，给运维工作赢得时间的同时，减少了一半发电量损失。

金风 3MW（S）应用了大风速载荷控制技术，在暴风 [[ 环境 ]] 下通过先进的控制算法控制机组载荷，提高了机组切出风速值，使发电量增加5%以上。

3MW(S)平台自主研发了全 [[ 功率 ]] 变流器系统，首次实现电网侧双0.9，达到业界先进水平；机侧电压提高至740V，减小发电机电流，降低发电机铜损，提高发电量约1%；优化PWM调制方法，提升变流器效率约0.3～0.4%。

首次采用双绕组设计，磁钢采用性能更优的 N46H，线规进行了多次多规格的试制，最终选择性能更好的 5.314mm 的规格；进行了更高电压等级的尝试，从 720V 提高到 740V；对极对数、槽数等进行升级；在装配 [[ 工艺 ]] 方面，针对大机组做了新尝试，提高了装配成功率。

3.0MW(S)直驱永磁风电机组打破了国外对我国的技术壁垒和封锁，极大降低了我国风机厂商投资建设、生产制造的成本。目前该机组已经进入规模生产阶段，公司已经在 [[ 乌鲁木齐 ]] 、哈密、江苏大丰建有生产基地，可形成年产2000 台 3.0MW(S)直驱风电机组的总装能力。