풍력발전 과학기술 발전 12.5 단독 규획 (2)
다. 규획 목표
? 풍력설비 설계 제조 분야에서 3~5MW직접 구동형 풍력터빈기와 부품설계와 제조를 장악하고 제품 성능과 안정성을 국제적 최고 수준에 도달하게 하고 산업화를 실현함
? 7MW급 풍력터빈과 부품 설계, 제조, 설치와 운영 등 플랜트 산업화 기술을 장악하고 제품 성능과 안정성을 세계적 수준에 달하게 하고 중국 대용량 풍력터빈의 산업을 추진함
? 10MW급 해상 풍력터빈과 부품 설계 핵심 기술을 해결하고 해상 초대형 풍력터빈의 샘플터빈을 운영함
? 풍력 발전단지 개발과 운영에 있어 대형 풍력발전 단지 설계, 건설, 그리드타이와 운영 핵심 기술을 장악하고, 풍력의 그리드타이 능력을 높이며, 풍력단지의 운영 관리 수준을 제고하고 중국 1,000만kW풍력기지 건설을 지원함
? 풍력 공공서비스 체계 분야에서 풍력 자원 특성에서 그리드망 접속 송출 전과정의 과학적 기초 문제를 해결하고 업계 전체 발전을 추진함
? 풍력터빈 지면 전동 체인 테스트, 블레이드 테스트와 풍력 설계 도구 소프트웨어 등 공공시스템을 마련하고 중국 풍력업계의 전반적 수준을 높임. 풍력 저장 신기술을 개발하고 풍력 기술 혁신과 응용을 추진함
? 높은 수준의 과학기술 혁신 대오를 양성하고 국가급 중점 실험실과 공정 기술 연구센터를 체계적으로 설립하고 중국 풍력 제조 기업의 국제 경쟁력을 전면 제고함
? 12.5 기간 풍력 과학기술 규획 실시를 통해 중국 풍력산업의 건강하고 질서있는 지속가능한 발전을 촉진하고 중국 풍력산업과 풍력 과학기술이 전체적으로 세계적인 수준에 이르도록 함
? 2020년 중국 이산화탄소 배출 강도를 40~45% 낮추고 비화석 에너지가 1차 에너지 소비에서 차지하는 비중을 15%로 줄이는 에너지 전략 목표의 실현에 중요한 공헌을 함
라. 중점 방향
(1) 기초 연구
? 풍력터빈과 풍력발전단지 설계 기술의 발전과 완비를 위해 중국 기후조건에 기반한 풍력 자원 기초 이론연구와 풍력발전 기초 이론연구 등 핵심 과학 문제를 해결함
? 풍력자원 기초 이론연구의 주요 방향은 육지와 해상 대기 경계층 풍력 특성과 모형, 복잡한 지형 척도 수치 방식, 해상 풍력 자원과 태풍 기본 데이터의 관측 이론 방법 등이 있음
? 풍력발전 시스템 기초 이론연구 방향에는 풍력기 공기동력학 이론, 풍력터빈 및 핵심부품 모형제작과 시뮬레이션 이론, 풍력 발전 시스템 공정 이론 등이 있음
(2) 연구개발類
? 풍력의 全산업체인과 관련해 국가 에너지 발전 전략과 결합해 연구 개발류의 중점 방향은 공공실험 테스트 체계와 테스트, 중국 환경 특징과 지형 조건에 맞는 풍력 터빈과 핵심 부품 설계, 제조, 풍력발전단지 개발과 운영, 해상 풍력단지 건설 시공 등 주요 영역이 있고 중국 풍력 설비의 독자적인 설계 능력과 풍력 단지의 설계, 시공, 운영 관리 수준을 전면 제고하는 것임
? 공공테스트 시스템과 테스트 기술은 주로 풍력 공공테스트 시스템 설계 건설, 풍력 테스트 등이 있음
? 대용량 풍력터빈 핵심 기술은 주로 완성 터빈 설계, 제조, 검사, 인증, 운영 등의 기술이 포함되어 있고 독립 가변피치, 신형 전동시스템, 첨단 제어시스템 등 기술이 포함되어 있음
? 풍력터비 부품 핵심기술에는 부품설계, 제조, 검사, 인증과 운영 등 기술이 포함되어 있고 부품의 내마모성, 온라인 모니터와 고장 진단 등 기술이 있음
? 풍력기 날개형 설계 핵심기술에는 첨단 날개형 설계와 응용기술, 풍력기 바람골(wind tunnel) 실험 기술과 설계 도구 SW개발 기술 등이 있음
? 풍력단지 핵심기술에는 대형 풍력단지 설계와 최적화 SW개발 기술, 해상풍력단지 시공건설&접속시스템 설계기술, 해상기초 설계기술, 지역내 다수의 풍력단지 운영제어와 스마트화 관리기술 등이 포함되어 있음
? 풍력 그리드타이 핵심기술에는 풍력 그리드타이 모형과 시뮬레이션기술, 대규모 풍력그리드타이 접속기술, 비그리드타이의 분포식 접속기술 등이 있음
? 중소형 풍력터빈 핵심기술에는 고성능 중소형 풍력터빈 설계, 제조 및 ON, OFF-그리드 운영기술, 중소형 풍력터빈 검사 인증 기술 등이 포함되어 있음
? 풍력 응용기술에는 풍력 대규모 축열기술, 풍력 직접 공업 응용 기술 등이 있음
(3) 집성 시범類
? 시범사업을 바탕으로 풍력 전체 시스템 집성기술 연구를 강화하고 주요 방향은 풍력단지 스마트화 관리, 해상풍력단지 건설, 다기능 하이브리드 발전시스템, 분포식 발전시스템 등이 있음
(4) 성과 응용類
? 성과 응용류의 주요 방향에는 첨단 풍력기 날개형의 응용, 대용량 풍력터빈과 그 핵심부품의 산업화, 중국 환경조건에 맞는 풍력터빈 산업화, 첨단제어 등 풍력 신기술 규모화 응용 등이 있음
마. 중점임무
(1) 기초연구類
① 풍력자원 기초이론 연구
? 복잡한 지형 하중 척도 수치 방식(??地形下中尺度??模式)의 高정밀 파라미터화, 중척도 방식의 4차원 자료 동화(同化), 해상 풍력자원과 태풍의 측량과 평가, 위성 대지 관측 데이터를 해상 풍력 자원분석에 이용하는 방법 등을 연구함
? 서로 다른 해안선 방향과 해변의 서로 다른 지형 조건하에서 풍속을 연구하고, 원해-근해-해안-육지의 변화 메커니즘을 탐구하며, 해상 육지 풍속 수직 변화, 바람물결(Turbulent change) 변화 등 바람의 특성 모형과 파라미터 확정, 태풍시스템의 모형과 파라미터화, 특대형 풍력단지의 자원 특성 등을 연구함
② 풍력발전 시스템 기초이론 연구
? 풍력기 공기동력 설계 이론을 연구하고 풍력기 공기동력과 구조, 기계와 전기 간의 융합 메커니즘을 연구하고 풍력터빈 모형 제작, 검수와 시뮬레이션 이론과 방법을 연구하고 풍력 발전 시스템 토탈 동태 수학 모형의 방법을 구축 연구함
(2) 연구개발類
① 풍력터빈 핵심기술 연구 개발
? 10MW급 풍력터빈 토탈 설계 기술을 연구하고 장수명(20년 이상)과 높은 안정성 설계방안, 심플 경량화의 신형 전동기술, 재해에 강한 공압과 구조 설계 기술, 염분과 안개에 강하고 내부식 소재 공정 설계와 기계 제조 공정 설계 기술 등이 포함되어 있음
? 3~5MW영구자석 직접 구동 풍력 터빈 산업화 기술 연구는 총설계, 영구자석 전기박스의 설계 제조, 유니트설계 최적화, 안정성 설계 기술, 시스템 제어기술과 조립공정 등이 포함됨
? 7MW급 풍력터빈 연구제작과 산업화기술 연구에는 총 설계기술, 부하확정기술, 강도와 강성(Rigidity)율 점검기술, 전체 동력 안정성 계산기술, 첨단제어기술, 유니트 설계 최적화 기술, 안정성 설계기술, 전체 조립공정 프로세스와 각 공정의 품질 제어 기술과 분해 조립기술 등이 포함됨
? 풍력터빈 구조의 컴팩트함, 경량화 등 신형 전동설계 기술을 연구하고 풍력터빈 독립 가변피치, 부하 실시간체크분석, 레이저레이더 속도 측정 보조 제어 등 첨단 제어기술을 연구하고 신형 전동 속도 조절 기술을 연구함
? 저온, 황사에 강하고 재해, 염분 안개에 강하며 고온지대에 적합한 각종 중국 환경적 특징에 맞는 풍력터빈 전체 구조 설계 기술, 안정, 첨단제어 설계 최적화 기술, 고성능 전기부품 설계기술, 신형 소재 공정설계와 응용기술, 제조공정설계 기술 등을 연구함
? 고성능 중소형 풍력터빈 설계, 제조 및 온?오프그리드 운영 제어기술을 연구하고 중소형 풍력터빈 검사인증기술을 연구하며 중소형 풍력터빈 관련 표준을 제정하고 중소형 풍력터빈 검사인증체계를 구축함
② 부품 핵심기술 연구개발
- 대용량 풍력기 기어박스 부하 스펙트럼분석기술을 연구하고 복합부하에서 기어박스의 구조 완성성과 최적화 설계기술을 연구하며, 기어박스 톱니바퀴 전동바퀴 수정과 바퀴모양 수정 설계기술을 연구하고, 기어박스 박스 설계와 패킹기술을 연구하며 기어박스 톱니바퀴 저온처리기술을 연구하고, 기어박스 경량화 설계기술을 연구하며, 대용량 풍력유니트 기어박스 산업화 기술 등을 연구함
- 장척(Long Length)블레이드 공압 외형, 구조, 소재와 제어 일체화의 설계기술을 연구하고, 블레이드 공압제어, 유연성 구조 설계기술을 연구하며, 블레이드 전체 조립공정과 구조 포장층 최적화 설계 기술, 세그먼트식 블레이드 설계와 제조기술, 탄소섬유 등 첨단소재의 응용기술, 풍력유니트 블레이드 성능 시뮬레이션 분석기술, 장척 블레이드 산업화 기술 등을 연구함
- 대용량 풍력발전기의 첨단 고효율의 냉각기술을 연구하고 발전기 구조와 공정설계 기술, 발전기 전기자기방안 최적화 선택 기술, 발전기 부식방지설계 기술, 대용량 풍력발전기 경량화 설계 기술 등을 연구함
- 대용량 풍력유니트 컨버터와 가변피치 시스템 등의 모듈화 설계 기술을 연구하고 컨버터 디지털화 벡터제어, 전기자기 겸용과 중고압 변류 등 기술을 연구하며 가변피치 간격과 변속제어 기술, 그리드망 전원상실과 시스템 내외 각종 고장 속에서 안전 피치가동 기술, 베어링, 요우시스템(Yaw System) 등 기타 부품설계 기술을 연구함
③ 공공 테스트 시스템과 테스트기술 연구
? 풍력발전 공공 테스트 시스템 설계 건설 핵심기술 연구 및 대형 풍력유니트 전동체인의 지면 테스트시스템, 옥외 풍력단지 테스트, 블레이드 연구제작, 베어링 등 핵심부품의 공공 테스트시스템을 연구함
? 풍력유니트의 온라인 모니터와 고장 진단기술, 풍력유니트를 비롯한 전동체인, 핵심부품, 그리드타이 등 분야의 테스트 기술을 연구하고, 대형 풍력 유니트의 온라인 종합 동태 테스트, 분석진단과 최적화 시스템, 풍력유니트/풍력단지 그리드타이 특성 테스트 시스템을 연구 제작함
④ 첨단 풍력 날개 설계와 응용기술
? 풍력기 블레이드 첨단 날개형 설계기술을 연구하고 특대형 날개 설계기술, 날개형 직접 최적화기술, Blunt trailing edge modi-fication method(?尾?修型方法)과 Blunt trailing edge airfoil drag reduction technology(?尾?翼型?阻技?)연구를 포함함
? 고정밀도의 풍력 날개 고앙각 성능 시뮬레이션 기술을 연구하고 날개형 고앙각 장흐름(Flow field)과 공압 특성 수치 시뮬레이션 기술, 날개형 동태 속도상실 시뮬레이션 기술, 날개형 공압 소음 수치 시뮬레이션기술, 날개형 수치 시뮬레이션방법의 소프트웨어 기술을 연구함
? 풍력날개형 고앙각 바람굴 실험기술을 연구하고 날개형 고앙각 바람굴 실험 동굴벽 간섭 수정 기술, 날개형 고앙각 공압 특성 테스트기술, 날개형 동태 속도상실 바람굴 실험기술, 날개형 주변기류 바람굴 실험기술이 포함되어 있음
? 풍력 날개형 대형 풍력 블레이드상에서의 응용기술을 연구하고 여기에는 날개형 공압성능 예측기술, 2차원 날개형 공압 데이터 3차원 효과 수정기술, 날개형 풍력기 블레이드상의 최적화 배치기술, 풍력기 블레이드 설계 도구 SW시스템 개발 기술이 포함되어 있음
⑤ 대형 풍력단지 설계, 건설 운영 핵심연구 개발
? 고성능 테스트 설계 개발 기술을 연구하고 복잡한 지형에서의 풍력 자원 분석기술을 연구하며 풍력단지 거시 선정, 미시 선정기술을 연구하고 중국 환경조건과 풍력단지 특징에 맞는 풍력단지 설계, 최적화 시스템 SW개발 기술을 연구하며 육상 풍력단지에 적합한 클레인과 유지보수 전문설비의 설계 개발 기술을 연구함
? 풍력단지 출력 예측 기술을 연구하고 풍력단지 유/무출력 제어 조절 등 풍력단지 최적화 제어 전략기술을 연구하며 집성 출력예측, 유/무출력 조절의 풍력단지 종합 모니터 기술을 연구하고 풍력단지 집중 저전압을 해결할 핵심기술을 연구하며 지역의 여러 풍력단지 원거리 고장진단 시스템 개발 기술, 풍력단지 유지보수 전략과 최적화 기술, 연결 모니터 시스템과 원거리 진단의 지역 풍력단지 자산 정보화 관리 시스템 개발 기술을 연구함
? 특대형 풍력단지와 그리드망 상호작용 연구, 대형 풍력단지의 국부적인 기후, 생태환경에 대한 영향을 연구함
? 근해 풍력 수송설치, 풍력단지 전력 수송, 변전과 송출 기술을 연구하고, 근해 풍력단지 사업 건설 시공 방법과 기술을 연구하며 근해 풍력단지 운영 유지보수 기술과 방법을 연구하고, 근해 풍력 발전 단지의 부식방지, 재해성 바람, 절연 방지 등 관련 기술을 연구하며, 말뚝식, 부유식 등 서로 다른 해상 풍력기 기초 설계 기술을 연구함
* 계획의 주요 내용만을 발췌 번역한 것임을 밝혀두는 바입니다. 따라서 편집번호는 계획의 원문과 일치하지 않습니다. * 원문출처: http://news.bjx.com.cn/html/20120424/356469.shtml
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