3月底，国家能源集团联合动力牵头承担的国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项“大型柔性叶片气动弹性设计关键技术”项目，顺利通过国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心组织的综合绩效评价，标志着项目团队攻克了我国大型柔性叶片气动弹性设计核心技术瓶颈，为我国风电技术进步、产业升级作出了积极贡献。
什么是“大型柔性叶片”？
大型柔性叶片通常是指
长度超过100米
具有较大动态变形能力的
轻量化风电叶片
以项目研制的115米叶片为例
可同时容纳近300个成年人
并肩站在上面
风轮扫风面积达到4.3万平方米
相当于6个标准足球场的面积
在配套10兆瓦风力发电机组情况下
风轮转一圈可产生21.6度电
单台机组一年能产生约3000万度电
可满足8500户四口之家
一年的日常使用
联合动力自研生产的大型柔性叶片
为什么要研究大型柔性叶片关键技术？
随着风电叶片越来越长、越来越柔韧，一个关键的技术挑战随之出现：当风吹动叶片时，叶片会发生弯曲变形，而这种变形反过来又会影响风的流动，形成复杂的相互作用，这就是气动弹性耦合效应。极端情况下，这种效应可能导致叶片剧烈抖动甚至失控，就像飞机机翼的颤振一样危险。为了解决这个制约风电大型化发展的关键技术难题，项目专门针对大型柔性叶片的气动弹性设计展开攻关。
关键技术突破
- 自主开发首个国产大型柔性叶片气动弹性动态模拟软件，填补了国内叶片分析软件的空白。
大型柔性叶片气动弹性模拟软件架构
- 搭建国内首个大型柔性叶片颤振的风洞试验平台，成功观测到旋转叶片缩比模型的颤振现象，填补行业空白。
柔性叶片风洞试验多目视觉测试平台
- 自主研制我国首款基于气动弹性稳定性的大型柔性叶片设计优化国产软件平台。
大型柔性叶片设计优化软件平台架构
- 构建国内首个国产化百米级叶片设计、制造、测试、验证全链条的闭环技术体系。
项目叶片现场挂机示范验证
该项目有何意义？
项目突破了大型柔性叶片气动弹性耦合动态模拟技术和颤振“预测-试验-抑制”方法，成功研发了具有自主知识产权的叶片气动弹性分析和优化设计软件，有效推动我国风电技术迭代升级。
项目研制并挂机验证的115米大型柔性叶片，多项指标处于行业领先水平。项目申请发明专利50项，培养研究生30余人，相关技术成果可推广至更长叶片的研制与批量应用，为我国风电高质量发展提供技术和人才支撑。
作为全球最大风力发电企业，国家能源集团将以“1331”科技创新战略为引领，系统总结“大型柔性叶片气动弹性设计关键技术”项目的成功经验，持续深化风电前沿技术研发与产业化应用，为推动我国风电产业高质量发展贡献智慧与力量。
来源：国家能源之声
