由沈阳工业大学新能源研究院设计、生产的系列风力发电机组是参照IEC、GL、GB等风力发电机标准及相应行业标准完成。机组体现技术先进、制造成本低、运行可靠、工艺性好、易于安装、维护的设计优点。遵照工程化、标准化的设计、制造等各项要求，降低了机组的成本。风力发电机组与一般机械结构不同，整机所受载荷是随机交变载荷，机组结构设计不仅满足强度、刚度要求，还应将整机动力学特性放在重要位置，沈阳工业大学新能源研究院设计、生产的系列风力发电机组，对各受力构件及其组合部件经过严格的分析计算，能承受设计规范规定的各种状态载荷，经过反复计算分析，确定整机质量、刚度分布，使得部件、整机的固有频率避开激振力频率，降低动应力水平、提高部件以及整机的寿命、可靠性。机组选用气动效率高、阻力小、噪声小的叶片。机组结构的工艺性是与生产实际相结合，所设计的结构能在生产过程达到更经济合理。
核心科技成果“兆瓦级变速恒频风电机组”于2010年荣获国家科技进步二等奖；“复杂环境适应型系列风电机组研制”成果荣获辽宁省科技进步一等奖；“大功率风电机组研制与示范”成果获得中国机械工业科学技术特等奖。
成立于1983年，为我国从事风力发电技术研究的最早研发单位之一；拥有一支院士、千人、教授、博士、高工带队的先进技术团队，在技术研发实力上具国内首位。
科研成果方面：先后承担国家“七五”、“八五”、“九五”攻关、“十五”863、“十一五”支撑等国家级课题20余项、省市课题40余项、横向课题70余项、9项专利。攻克0.3～20kW离网型风力发电机、30～7000kW并网型风力发电机组、风力机测试设备、实验室演示设备等系列产品共计四大类18个品种的研发及成果推广，其中45个研究成果通过国家或省、部级技术鉴定，14项获政府科技进步奖，4项纳入联合国亚太区域新能源合作项目，有5种产品出口日本、蒙古、朝鲜、缅甸等国家。获多项技术鉴定成果、国家科技进步奖、省部级科技进步奖和发明专利多项。
科技成果推广与研究平台：研发出的1.0MW-3.0MW变速恒频机组已成功试运行，面向国内生产企业取得卓有成效的推广业绩。建有省级重大平台“2011先进能源协同创新中心”以及辽宁省风力发电技术重点实验室、辽宁省风力发电工程研究技术中心，辽宁省发改委“辽宁省多能源系统优化运行与控制技术工程研究技术中心”。
兆瓦级风电机组
研究方向
• 风力发电机组整机总体结构设计
• 风力发电用永磁和双馈新型电机设计
• 风力机组运行控制技术
• 风电并网与电力电子技术
• 风电电力消纳与储能技术
• 多能源综合利用技术
团队建设
设有电气工程部、机械设计部、分析技术部、工具软件部、学术部、重点实验室等研发部门。方向分为机械、电气、多能源三个方向。
软件开发部由10余名博士、硕士及高级软件研发人员组成；专业领域涵盖空气动力学、设计方法学、CAD/CAE/CG、软件工程、应用数学、计算数学、数值分析与计算、计算机科学与技术、数据分析与挖掘、管理工程等学科；业务领域：风电设计及分析软件研发、数据分析与处理、企业信息化、仿真实验教学等。
机组研发历程
SUT-1500 直驱风电机组，电动变桨距，陆上机组
SUT-2000 2MW直驱机组，独立电动变桨距，陆上机组
SUT-3000 3MW，双馈，变速，独立电动变距，海陆两用
SUT-3000外转子永磁直驱风电机组
8MW外转子直驱式风电机组，液压变桨系统，大型海上机组
5.0MW半直驱风电机组
CCWE-3000/122.HD 3.0MW半直驱风电机组，电动变桨距，陆上机组
技术能力
• 近40年风电研发历史及其工程经验
• 高素质技术研发团队
• 规范的系统集成设计方法和流程
• 高效的研发项目管理办法和制度
• 质量过硬的协同研发合作伙伴
1) 控制器开发
• 变桨-速度控制器
• 低通滤波器，陷波滤波器
• 塔架前后振动反馈控制
• 转矩-速度控制器
• 变桨控制与转矩控制的耦合
• 驱动链阻尼控制
• 运行控制：启动，停机，偏航对风控制，空转，过速故障，过功率故障，电网失电、偏航故障，变桨故障策略
控制器开发
• 变桨-速度控制器
• 低通滤波器，陷波滤波器
• 塔架前后振动反馈控制
• 转矩-速度控制器
• 变桨控制与转矩控制的耦合
• 驱动链阻尼控制
• 运行控制：启动，停机，偏航对风控制，空转，过速故障，过功率故障，电网失电、偏航故障，变桨故障策略
载荷仿真技术
• 陆上/海上/极端温度环境
• 遵照IEC61400-1/2/3/GL2010风电机组认证指南
• 极限载荷/疲劳载荷/传动链动力学分析/坎贝尔图分析
• 性能计算/叶片载荷/变桨驱动载荷/偏航驱动载荷
• 轴承载荷/齿轮箱载荷/发电机载荷
塔架载荷/地基基础载荷
结构分析技术
• 静强度分析
• 疲劳强度分析
• 模态分析，屈曲稳定性，多体动力学分析
• EuroCode ，DIN 18800，VDI2230，IIW
• 线弹性，弹塑性，大变形，边界非线性
• 法兰螺栓连接/焊接结构/铸造锻造结构/复合材料铺层/混凝土
• 轮毂/主机架/主轴/轴承座/电机定子转子/塔架/海上支撑结构/机舱罩体/工装吊具
• 主传动系统，变桨系统，偏航系统，制动系统，机舱导流罩等
• 轮毂，主轴，轴承座，主机架，塔架，法兰螺栓连接等
• 叶片，主轴轴承，偏航、变桨轴承，齿轮箱等外购件技术规范
• 三维Solidworks详细模型，二维AutoCAD工程图纸，ANSYS有限元强度和疲劳分析
• 子系统设计报告
电气系统设计
• 主控系统，变桨系统，安全系统，防雷接地系统，冷却及加热系统，液压系统，润滑系统设计
• 发电机，变流器，变压器，外围传感器等选型
• 子系统设计报告，调试，操作手册
• 电气原理图，电缆布线设计
计算分析技术
结构强度分析：轮毂静强度分析、塔筒静强度分析、机舱底盘静强度分析、主轴承座静强度分析、主轴静强度分析等。
中型智能风电机组
中型智能风电机组适合海岛、沿海、山区等条件恶劣、电网负荷小、电力缺乏的地区、微网，以及其他不适合安装大型风力发电机组的地区。
为企业、工厂提供电力实现节能减碳目标：机组发电可以直接并入工厂内部电网，为高能耗企业提供绿色能源。
以高性价比为用户提供高质量的风力发电设备：机组不需要配备蓄电池和其他电能存储设备，降低了机组的维护及制造成本。
机组结构及特点
机组由三叶片风轮，主轴及轴承，变距系统，永磁发电机，机舱底盘，偏航系统，塔架及电控系统等部分组成。主轴与发电机轴组成为一体化结构，无齿轮箱，结构简单，传动效率高，省去了较大的输入轴联轴器；采用滑靴式偏航阻尼器，偏航平稳，省去了液压站；采用成本低的紧凑型电动推杆装置。变距拉杆实现机械变距，其特点是拉杆短（因拉杆从电机轴中穿过），刚度大，并且顺桨是受拉，变距顺畅，拉杆不变形，受力合理。
机组主要功能
1） 机组具有采集风速、风向、发电机三相温度、两种风轮转速采样方式、直流电压、直流电流等系统参数数据采集功能；
2） 机组具有偏航自动解缆功能；
3） 机组具备低电压穿越和高电压穿越功能:
4） 风电机组配置温度升高保护、振动超限保护、转速升高保护、电缆纽绞保护等机械保护，保护超限发出故障信号，进行风电机组事故停机。
5） 机组能进行有功控制和无功控制；
6） 机组能够通过采集数据处理，监视风电机组的运行参数及运行状态，完成机组的最佳运行状态管理，使其能够安全、稳定、优化运行；
机组具远程控制功能, 通过因特网(或专网)对风电机组进行实时控制和监测；
1.1.1.3 机组性能指标
表1 机型性能指标一览表
机组型号 |
SUT-PM-50kW |
SUT-PM-100kW |
SUT-PM-200kW |
SUT-PM-300kW |
SUT-PM-500kW |
基本参数 |
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额定功率 |
50kW |
100kW |
200kW |
300kW |
500kW |
切入风速 |
3.5m/s |
3m/s |
3m/s |
3m/s |
3m/s |
额定风速 |
11.5m/s |
10.6m/s |
10.6m/s |
10.4m/s |
10.5m/s |
切出风速 |
25m/s |
25m/s |
25m/s |
25m/s |
25m/s |
功率调节 |
主动变距变速 |
主动变距变速 |
主动变距变速 |
主动变距变速 |
主动变距变速 |
运行温度 |
-30℃～+40℃ |
-30℃～+40℃ |
-30℃～+40℃ |
-30℃～+40℃ |
-30℃～+40℃ |
生存温度 |
-40℃～+50℃ |
-40℃～+50℃ |
-40℃～+50℃ |
-40℃～+50℃ |
-40℃～+50℃ |
设计寿命 |
20年 |
20年 |
20年 |
20年 |
20年 |
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风轮 |
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叶片数量 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
叶轮直径 |
19m |
22m |
27.55m |
37.48m |
49.5m |
叶片材料 |
FRP |
GFRP |
GFRP |
GFRP |
GFRP |
扫风面积 |
314m² |
397m² |
596m² |
1104m² |
1590m² |
变桨系统 |
电动变桨 |
电动变桨 |
电动变桨 |
电动变桨 |
电动变桨 |
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|
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发电机 |
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电机类型 |
永磁同步发电机 |
永磁同步发电机 |
永磁同步发电机 |
永磁同步发电机 |
永磁同步发电机 |
额定功率 |
50kW |
100kW |
100kW |
300kW |
500kW |
额定电压 |
400V AC |
400V AC |
400V AC |
690V AC |
690V AC |
额定电流 |
75.6A |
144.3A |
144.3A |
251A |
418.3A |
额定转速 |
60rpm |
60rpm |
48rpm |
35rpm |
30rpm |
防护等级 |
IP54 |
IP54 |
IP54 |
IP54 |
IP54 |
绝缘等级 |
F |
F |
F |
F |
F |
|
|
|
|
|
|
变频器 |
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|
型式 |
全功率 |
全功率 |
全功率 |
全功率 |
全功率 |
功率因数 |
-0.95～+0.95 |
-0.95～+0.95 |
-0.95～+0.95 |
-0.95～+0.95 |
-0.95～+0.95 |
输出电压 |
400V AC |
400V AC |
400V AC |
690V AC |
690V AC |
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|
|
|
|
制动系统 |
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主刹车 |
变桨刹车 |
变桨刹车 |
变桨刹车 |
变桨刹车 |
变桨刹车 |
辅助刹车 |
液压刹车 |
液压刹车 |
液压刹车 |
液压刹车 |
液压刹车 |
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|
|
|
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偏航系统 |
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驱动类型 |
电动 |
电动 |
电动 |
电动 |
电动 |
控制方式 |
主动偏航 |
主动偏航 |
主动偏航 |
主动偏航 |
主动偏航 |
|
|
|
|
|
|
塔架 |
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|
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|
类型 |
圆锥钢管塔架 |
圆锥钢管塔架 |
圆锥钢管塔架 |
圆锥钢管塔架 |
圆锥钢管塔架 |
轮毂高度 |
19.5m |
30m |
30m |
36.5m |
60m |
