2021年度湖南省自然科学奖项目公示材料

2021年度湖南省自然科学奖项目公示材料一、项目名称二、提名意见是湖南省“三高四新”战略实施中新兴产业发展的重要内容。风电机组是由气10余年来得到国家自然ft地ft地风电场风资源与风电机组能量输出全局特征关系。项目成果发表在《RenewableEnergy》《Energy》等国际权威学术期刊上，受到国内外专家学者广泛关注和正面引用。提名该项目为湖南省自然科学奖二等奖。三、项目简介风电是国家“碳达峰、碳中和”战略目标引领下的清洁能源发展重要方向，是湖南省“三高四新”战略实施中新兴产业发展的重要内容。风电机组是由气动、结构、电气等多类部件组成的复杂机电系统，在风能捕获、转换过程中，承受复杂的多层载荷、呈现出复杂的能量特性。项目团队10余年来得到国家自然科学基金持续资助，承担了多项国家自然科学基金和湖南省自然科学基金项目，针对大型风电机组设计、服役过程关键问题，理论推演与现场数据挖掘相结合，围绕大型风电机组多层载荷与能量特性开展了系列研究。项目主要工作和重要科学发现如下：发展了大型风电机组多层载荷建模理论与方法，揭示了海上漂浮式风Leishman-Beddoes动态失速模型修正策略，建立了叶素动量理论（BEM）模型和动态失速联合的风电机组空气动力组失稳的力学机理，为大型风电机组设计与运行控制提供了载荷理论依据。揭示了风电机组多工况能量捕获时空特性，在国际上率先提出一种大构建了ft地风电场风资源多维评价体系，揭示了ft地风电场风资源与型ft地风电场，基于地理空间信息特征多维度开展了风资源和能量输出特性研ftft维提供了知识支撑。研究成果发表《RenewableEnergy《OceanEngineering《《Applied》和RenewableandSustainableEnergyReviews》等权威学术期刊上，受到国内外专家学者广泛关注和正面引用，所列 8篇论文期刊的总影响因子为平均8.67/篇在WebofScience数据库中总他引222次他引187次（平均23次/篇）1篇论文被可再生能源全球创新EnergyGlobalInnovations）评选为“KeyWindEnergyArticle”。项目第一完成人于2020年受聘为湖南省“芙蓉学者奖励计划”特聘教授。四、客观评价针对科学发现1：MichiganTechnologicalUniversityFernandoLPonta教授等RenewableEnergy上发表论文（2016,92:157-170），评述本项目提出了一种动态失速修正模型。引文：“Daietal.[23]whopresentedamodifiedLeishman-Beddoes[24]dynamicstallmodelincombinationwithBEMmodel.”（文献[23]9.1]印度MotilalNehruNationalInstituteofTechnologyAllahabad(MNNIT)的K.K.Shukla教授等在RenewableEnergy上发表论指出本项目提出一种新的动态失速模型计算空气动力载荷引文etal.[11]proposedanewdynamicstallmodelto calculate the aerodynamicloads. Theyobservedthatthepresenceofatower,windshear,。（文献[11]为项目论文1）[附件9.2]UniversityofNorthCarolinaatCharlotte的AixiZhou亚UniversityofWesternSydney的学者HelenWu和上海电力大学张建平教授等人在OceanEngineering上发表论评述了本项目在风电机组载荷分析方面取得的进展。引文：“Daietal.(2011)proposedasetofmethodstocalculateaerodynamicloadsoflargescalewindturbinesbycombiningbladeelementmomentummodifiedtheorywith adynamicstall model,andconcludedthat…. ”（Daietal.(2011)为项目论文1）[附件9.3]UniversityofDundeeAzinLamei教授JournalofOceanEngineeringandMarineEnergy上发表论文（2020,6(1):71-90）2作为论据支撑。引文：“AsimilarapproachisfollowedbyDaietal.(2018)foraone-waycouplednumericaltoolforanalysisofa（Daietal(2018)为项目2）[9.4]针对科学发现2：5个国家学者RenewableEnergy上发表论文（2020,157:754-768），353列为了他们论文中“”所用参考值的来源。[9.5]美国UniversityofMaryland,CollegePark的PeterSandborn教授等在Wind上发表论文（2020,23:1408-1421），4的内容作为他们的研究支撑依据。引文：“AsimilarrangeofvalueswasobservedbyDaietwhousedsupervisorycontrolanddataacquisition(SCADA)datafromawindfarm.”（文献2为项目论文4）[9.6]北京航空航天大学钱政教授等在RenewableEnergy上发表论文（2020,160:1217-1227），展。引文：“Ref[9]studiedyawmisalignmentindifferentwindspeedconditionsbyanalyzingSCADAdata.Whenthewindspeedisbelowtheratedwindspeed,yawerroreffecthasanupwardtrend,butwhenthewindspeedexceedstheratedwindspeedpitchsystemhasastrongerinfluenceonpowergeneration.”（文献[9]为项目论文4）[附件9.7]NationalRenewableEnergyLaboratory（国家可再生能源实验室）S风电状态监测首席NorthumbriaUniversity电力和控领导者ioey（2018,116:4，thepaper[19]contributedbyDaietc.,anagingassessmentofawindturbineisconductedbyinterpretingwindfarmSCADAdata.Fourdata-basedwindturbineagingassessmentcriteriaareinvestigatedtoassesstheaging-resultantperformancedegradationinwindturbines.Informationfusionisthenimplementedtoachieveareliableagingassessment…”。（文献[19]5）[9.8]针对科学发现3：UniversityofCaliforniaDavisNaelH.El-Farra教授、AhmetPalazoglu教授与新加坡NationalUniversityofSingaporeXiaonanWang等在EnergyConversionandManagement（2018,173:将项目论6中有关内容作为分析的参考依据。引文：“Withadvancesincomputationaltechnologies,SCADAortheproposedsystemscannowupdatestatesinnearreal-timeandinterfacetomorecomplexlocalcontrolalgorithms[46].Therefore。（文献[46]9.9]西班牙UniversityofLasPalmasdeGranCanaria学者JoseA.Carta等在AppliedEnergy上发表论文280:115968），评述了本项目在风电场能量出特性研究方面取得的进展。引文：“Daietal.[6]attemptedtodeterminetheinfluenceofwindspeedanddirectionandrotorspeedonthepoweroutputofWTsinstalledinanon-dispatchablemountainWFusingmultiple-unitsdataregisteredwitha 。（文献[6]为项目论文7）[附件9.10]北京大学李双成教授等在Renewable&SustainableEnergyReviews上发表论文（2020,132:110151）引用项目论文8并将论文作为他们分析的依据。引文：“Thus,excesselectricityislikelytobegeneratedduringoff-peakhours,resultingincurtailmentsofrenewableenergy[47].”。（文献[47]为项目论文8）[附件9.11]华中科技大学苗世洪教授和英国UniversityofWarwick学者Xing等在EnergyConversionandManagement上发表论文（2019,200:112091）,目论文8并将有关风电产能的分析作为他们论文的依据。引文：“InChina,about41.9billionkWhwindpowerwascurtailedin2017,whichtakesabout13.7%oftotalwindpower[2].……anditscurtailmentratereached21%in2017,resultingintheeconomiclossof$180.8million[2,3].”。（文献[2]为项目论文8）[附件9.12]五、代表作及论文目录序名称//作号者

年卷页码 发时间作者作者（年（含时间作者作者（年（含（含月共共日）同）同）因子 xx卷xx页）

通讯 第一 国内作者（序

是他引SCI知识产否总次他引权是否代数次数归国内表所有 作AerodynamicloadscalculationandanalysisforlargescalewindturbinebasedoncombiningBEM1 modifiedtheorywithdynamicstallmodel/RenewableEnergy/J.C.Dai,Hu,D.S.Liu,offshorefloating2 windoffshorefloating2 wind3.7952018年159187-200turbines/OceanEngineering/页JuchuanDai,WeiHu,XinYang,ShuyiYangResearchonpowercoefficient3ofwindturbinesbasedondata/Renewable8.001201686206-21520162Energy/JuchuanDai,DeshunLiu,页月LiWen,XinLongEffectinvestigationof

8.001

2011卷3期1095-1104页

20113月

戴巨川,刘德 戴巨 胡顺 川 平,刘德顺,戴巨川,戴巨川,胡威,杨鑫,杨54是 是书仪20187戴巨戴巨月1川川日

66 52 是 是戴巨川,戴巨川,戴巨戴巨刘德川川顺,文丽,龙辛戴巨川,yawonwindturbine performancebasedondata/Energy/JuchuanDai,XinYang,WeiHu,LiWen,YayiTanAgeingassessmentofawindturbineovertimebyinterpretingwindfarmSCADAdata/RenewableEnergy/JuchuanDai,WenxianYang,Junwei

7.147

2018年684-696日8.001日8.0012018年116199-20820182页月

2018年4 戴文丽,翊戴巨文丽,翊戴巨川,杨文杨文戴巨献,曹献川俊伟,刘德顺,龙辛

戴巨 杨鑫,2321是是2321是是2724是是Cao,DeshunLiu,XingLongCao,DeshunLiu,XingLong6Investigationofwindresourcecharacteristicsinmountainwindfarmusingmultiple-unitSCADAdatainChenzhou:acasestudy/EnergyConversionandManagement/JuchuanDai,YayiTan,WenxianYang,LiWen，XiangbinShenInvestigationofenergyoutputinmountainwindfarmusingmultiple-unitsSCADAdata/AppliedEnergy/JuchuanDai,YayiTan,XiangbinShenDevelopmentofwindpowerindustryinChinaacomprehensiveassessment/RenewableandSustainableEnergyReviews/JuchuanDai,XinYang,LiWen9.7092017年378-393页98是否79.7462019年225-238页98是否日沈祥兵814.982201897页2018月4743是否合 计222187戴巨20179戴巨戴巨川,谭雅月15川川翊,文日丽，沈祥兵戴巨20194戴巨戴巨川,谭雅月1川川翊,戴巨戴巨戴巨川,川川杨鑫,文丽姓名排名 行政姓名排名 行政职务技术职称工作单位完成单位对本项目技本项目组织者和主要完成人，是论戴巨川1副院长教授湖南科技大学湖南科技大学和3做出了重要贡献，包括：（1BEM理论和动态型；（2）构建了海上漂浮式风电组能量捕获（功率系数）SCADA数据预处理和提取算80%。论文1、3和5的学术思想主要提12做出了重要贡献杨文献3教授湖南工程学院湖南工程学院法；（2）提出了提高风电机组性出了风资源特征分析风向波动系数60%。刘德顺2教授湖南科技大学湖南科技大学（2）（3）提出了风电机组性能老化评的80%。论文5、6主要完成人，论文5重要贡献，包括：（1）设计了风11胡燕平4教授湖南科技大学湖南科技大学了深度失速区域内弦向力系数修正下的俯仰力矩系数求解修正策略。2的主要完成人，对科学发现杨书仪 5 所长 教授 湖南科技大学 湖南科技大学运动的物理过程解析难题。七、主要完成单位情况排名 完成单位 创新推广贡献本单位为项目牵头单位，负责组织、协同各单位开展项目研究工作，提出了一种新的动态失速模型修正策略，建立了叶素动量理论（BEM）空气动力载荷模型，构建了海上漂浮式风电机组多层载荷湖南科技大学 与运动模型；提出了风电机组传感参数空间补偿新思路风电机组能量捕获（功率系数）损失因子划分新方法，建了ft地风电场风资源多维评价体系，揭示了ft地风电场风资源与风电机组能量输出全局特征关系；为项目研究配备了相关实验设备和工作场地，有力地确保了项目研究的正常实施。本单位为揭示风电机组多工况能量捕获时空特性、ft地风电场风资源与能量输出特征关系做出了贡献，设计了风电湖南工程学院 机组老化评价性能指标及其量化算法，提出了提高风电组性能评估指标稳定性的思路，提出了风资源特征分析风向波动系数计算算法；为项目研究提供了相关实验设备和工作场地支持。八、主要完成人合作关系说明取得的，项目完成人之间形成了稳定的合作关系。项目第2完成人戴巨川博士生导师，合作完成论文3篇（见合作关系情况汇总表）；项目411AerodynamicloadscalculationandanalysisforlargescalewindturbinebasedoncombiningBEMmodifiedtheorywithdynamicstallmodelRenewableEnergy》上；戴巨川、杨书仪合作完成论文“ModelingandinvestigationofloadandmotioncharacteristicsofoffshorefloatingwindturbinesOceanEngineering》上；戴巨川、刘德顺合作完成论文“ResearchonpowercoefficientofwindturbinesbasedonSCADARenewableEnergy》上；戴巨川、刘德顺、AgeingassessmentofawindturbineovertimebyinterpretingwindfarmSCADAdata”，发表在国际权威期刊《RenewableEnergy》上；戴巨InvestigationofwindresourcecharacteristicsinmountainwindfarmusingmultipleSCADAdatainChenzhouacasestudy”，发表在国际权威期刊《EnergyConversionandManagement》上。2论文合著2论文合著/1/52012.04-2019.043论文合著/1/22009.09-2019.04Modelingandinvestigationofloadandmotioncharacteristicsoffshorefloatingw