主要完成人：蔡新、郭兴文、陈小海、冯永赵、高强、潘盼、朱杰、张新刚、欧阳湘晋、
徐鹏、朱旭平、施新春、汪亚洲
完成单位：河海大学
项目及成果简介
风力发电是风能利用的主要形式，当前我国风电度电成本居高不下，阻碍了风电产业的健康发展。度电成本主要依赖于风力机风能利用效率和机组结构设计、制造、安装、运维等，因此，风力机结构“降本增效”技术的研究与应用成为解决上述问题的必然途径。本项目瞄准风电产业“降本增效”的重大需求，围绕风力机结构体系，就叶片增效降本、塔架与基础降本、结构抗疲劳设计等开展了系统研究，取得如下创新成果：
1.改进并发展了风力机叶片增效技术。从风力机翼型及叶片气动特性入手，研究翼型转捩控制、叶片静动态失速、叶尖叶根涡脱落、塔影和尾流干扰等关键科学问题，提出了叶片转捩延迟控制技术，设计了叶片高效除冰装置和新概念水平轴风力机，发明了多种新型高效率垂直轴风力机。突破了风力机叶片增效的技术瓶颈。
2.创建了风力机叶片气动与结构一体化优化设计方法。在满足叶片强度、刚度、稳定性及振动性能等前提下，设计出具有更大年发电量、更高风能利用率、更轻质量、更低成本的风力机。攻克了传统风力机气动、结构分开设计不能获得综合性能最优风力机的难题。
3.提出了低成本高可靠性风力机塔架及基础设计新技术。发明了中空夹层管壁带肋复式钢管混凝土塔架和用于支撑风力机组塔筒的设备，提
出了塔架门洞朝向的最佳设置方案，揭示了群桩、单桩、三脚架等不同基础的承载特性及其与整体稳定的关系，研发了适用于海上风机运行的新型浮式基础，设计了风力机塔架与基座的卡扣式法兰连接结构及连接方法。显著提高了塔架和基础的安全可靠性，同时降低了成本。
4.提出了风力机结构抗疲劳设计技术。建立了复合材料非线性疲劳损伤累积模型，提出了改善叶片疲劳寿命的铺层优化设计方案，仿生设计了具有龙骨结构的风力机叶片，提出了提高叶片颤振临界速度的技术，研发了多种具有抗疲劳性能的长寿命垂直轴风力机。有效降低了风力机疲劳损伤，可延长使用寿命，同时实现了降本增效。
授权和公告国家专利31项，软件著作权2项，发表论文20余篇(其中SCI、EI收录13篇)，SCI论文被引42次，出版风电国家“十二五”重点图书2部。
成果应用于江苏金风科技有限公司、江苏九鼎天地风能有限公司、南京中人能源科技有限公司系列风力机组，中船重工（重庆）海装风电设备有限公司系列叶片及江苏海力风电设备科技有限公司塔架设计、生产中，相关风力机组风能利用效率明显提升、生产制造成本显著下降。2015年以来，江苏金风新增利润2.97亿元，新增税收1.18亿元，降低成本1.29亿元；九鼎天地风能新增利润876万元，新增税收669万元，降低成本665万元；南京中人新增利润2672万元，新增税收193.8万元，降低成本301万元。