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。

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”。

1 兆瓦级风电机组

1.1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

1.2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。

1.3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

1.4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

2）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

3）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

4）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

5）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。

2 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。

2.1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。

2.2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。

2.3机组性能指标

表1 机型性能指标一览表