第一节 风力发电机组的设计程序

风力发电机组的项目来源不同，风力发电机组的设计程序也有所不同。但总的可分为6个阶段，即设计前期的准备工作或研发风力发电机组项目立项阶段；技术资料、信息收集阶段；设计及技术文件形成阶段；样机制造阶段；样机试验阶段；研制的风力发电机组设计、制造、试验总结阶段。

1.设计前期准备或项目立项阶段

（1）风力发电机组为国家或省的研发项目

当风力发电机组的设计为国家或省的研发项目时，应撰写《风力发电机组研发项目建议书》，主要内容为：

1）国内外风力发电机组现状及存在的问题；

2）国内外风力发电机组的市场现状及发展趋势；

3）要研发的风力发电机组的研发内容，拟解决的技术难题、关键技术及预期达到的目标，主要技术、经济指标的水平；

4）与国内外相同功率的风力发电机组相比较，项目的技术水平和技术特点，未来发展趋势及本研发项目的风力发电机组未来市场的竞争力；国内现有的技术支撑及国外在这领域内的专利和知识产权情况；

5）研发拟采取的方法，技术工艺路线，实施方案，其可行性和风险性分析；

6）项目成功后，批量生产的市场前景，经济效益和社会效益分析；

7）环境影响评价；

8）项目资金来源；

9）当有外资介入或国内研发机构介入时，应对他们有所了解，并应有“国际科学技术合作项目协议书”或“外资投入协议书”等文件作为附件，一并为“项目建议书”的内容。

当项目批准后，方能进行研发工作。

（2）风力发电机组的设计是企业自主产品研发

当设计为企业自主产品研发时，应撰写《项目可行性研究报告》。“可行性研究”主要有以下内容：

1）国内外风力发电机组的现状，市场需求，现代风力发电机组技术或结构存在的问题及发展趋势；

2）研发出技术更先进的风力发电机的必要性和可行性。研发要解决的关键技术，性能和特点，创新点及技术欲达到的水平，成功后可获得的专利等；

3）研发组织、协作单位及其概况；

4）研发的风力发电机组的未来市场前景，批量生产的经济效益及社会效益分析；

5）研发资金预算及资金来源；

6）研发进度、工艺路线和组织措施；

7）环境影响评价；

8）风险性分析。

《项目可行性研究报告》经企业聘请的专家评审通过后，企业方能投入资金，研发团队才能开始研发工作。

如果有外资引入应当作新的一条内容写入《项目可行性研究报告》及附件中。

2.技术资料收集、调查研究、信息收集及总体方案酝酿阶段

在这一阶段应进行调研，应尽量收集国内外风力发电机组的相关技术资料和信息，进行比较。由于商业及技术保密，收集技术资料和信息是困难的。了解欲设计的风力发电机组的创新和整体设计方案在国内外风力发电机组中的技术水平，写出《技术任务书》。《技术任务书》主要包括：

1）研发的风力发电机组的目的、意义；

2）研发的风力发电机组应达到的技术水平，未来的经济、社会效益；

3）主要的技术指标及主要参数。主要参数应包括切入、额定、切出风速，最大抗风速，额定功率，扫掠面积，调速、调向形式，计算机控制的各项参数，发电机，防雷参数，塔架，并网形式及参数控制等，还应包括风力发电机组年利用率，年发电量、风电成本等；

4）研发的风力发电机组的技术、性能的特点与常规国内外同功率的风力发电机组的比较；

5）风力发电机组的零部件是全部国产，还是部分国产部分进口，进口的国家及进口的制造商的概况和进口零部件的相关协议等。

整体方案形成后应由专家评审组进行评审，设计组应对专家提出的问题进行答疑，经审评通过后方能进入下一阶段。

3.设计及技术文件形成阶段

根据《风力发电机组研发项目建议书》的纲要和创新方案及整体方案进行设计，绘制图样，并在设计中形成一些技术文件。如《设计计算说明书》、《使用及维护说明书》、《技术条件》、《试验大纲》等。

在这一阶段完成全部设计图样、工艺设计图样和工艺流程设计，并完成材料消耗计划及计划制造成本。

在完成上述工作后应对上述工作进行评审。在评审会上设计者应向评审组汇报风力发电机组设计的总体概况，特别是创新的技术先进性达到的水平，研发的必要性，市场前景，经济和社会效益应重点论述。对整个设计、制造成本、工艺、材料等方面也应简要汇报。对评审组提出的疑义应有充分的理论和资料进行答疑。对评审组织提出的无法解释和需要改动的设计部分应在会后认真研究加以解决，而后再进行评审。

4.样机制造阶段

以设计图样、技术要求、工艺及材料为依据组织风力发电机组零部件制造。对零部件制造厂及协作单位进行考查，判断是否具有能按期提供质量合格的零部件的能力。对需要进口的零部件，应事先与国外制造商签订供货合同等一系列事宜。

不论国产零部件还是进口零部件都必须按制定的《技术条件》和相关标准对其材料、工艺、几何尺寸精度等进行全面监控，并逐一对其质量进行检查。

对于研发的风力发电机组用零部件应100%合格，而后才能按装配工艺进行组装。部件总成组装后应进行运转试验。整机组装后应进行全面试验达到设计要求才允许出厂安装到风电场。

5.样机试验阶段

当样机组装后并经试验达到设计要求，再进行样机的风电场安装试验。试验的风电场应具备并网条件。

样机试验应遵照风力发电机运行规范和试验大纲中规定的进行。风力发电机组样机试验至少要进行一年，即至少要经过春、夏、秋、冬四个季节的试验。

在试验中对计算机控制的可靠性、各安全系统等的可靠性进行考核。计算机应对风力发电机组样机在运行中的各参数进行测量和计算并记录。如起始风速、额定风速、切出风速、抗最大风速、功率输出量及曲线、额定功率、功率因数、风能利用系数C_p、样机年利用时间、年发电量、维护费用、事故次数、事故原因、停机次数、停机原因、用户使用成本、按20年使用寿命的风电成本等。

样机经过四个季节的试验后应写出《试验报告》。《试验报告》应实事求是、准确地给出各项性能参数及样机运行参数，还应对样机整体性能、创新方案等的情况做出评价。对样机的技术水平及经济效益作出评价。同时对样机在运行中存在的不足进行分析并提出改进措施或意见。

6.研制的风力发电机组设计、制造、试验总结阶段

对风力发电机组从设计、制造到试验的一个完整过程进行总结，写出《技术工作总结报告》、《研发费用的使用报告》、《经济效益和社会效益分析》等，对创新部分是否报发明专利提出意见。《技术工作总结报告》除对研发全过程的技术工作做出总结外，应重点阐述创新部分对风力发电机组的性能、效率、效益的作用，并与同功率的国内外的风力发电机组进行比较，阐述研发的风力发电机组的特点、功能、优点、功率提高、成本降低等。

对样机存在的问题提出改进意见，并提出在样机上改进的实施方案。改进结束后，样机还应进行四个季节的试验。

样机试验结束后，应报国家相关部门或国外权威认定机构进行认定后才能批量生产。