维度网讯，美国能源部风能技术办公室（WETO）通过多年与行业伙伴的合作研发，使美国风电机组平均容量系数从1998年前安装机组的22%提升至目前的近35%（2000年时为30%），风电成本则从1980年的每千瓦时55美分（现值美元）降至如今平均不到3美分。WETO指出，为确保行业持续增长，下一代风电技术必须在前沿成果基础上继续提升可靠性、提高容量系数并进一步降低成本。该办公室的公用事业规模风电技术研究目标及近期重点项目情况如下。

现代风电机组趋向多兆瓦级额定功率，经济性和可靠性显著增强。自1999年以来，平均机组发电容量持续增长，2016年安装的机组平均容量达2.15兆瓦。WETO通过开发更长更轻的转子叶片、更高塔筒、更可靠的传动系统以及性能优化控制系统，助力了这一转变。过去二十年间，WETO与行业合作开发的多项原型技术已成为商业产品，例如GE Wind Energy的1.5兆瓦风电机组——该项目自20世纪90年代初与GE及其前身企业合作，历经多代设计测试，最终使该机型占美国已安装商业风电装机总量约一半，并在全球市场占据重要竞争地位。

在系统组件改进方面，WETO与位于加州国家城的Knight and Carver公司风能叶片分部、能源部桑迪亚国家实验室合作，开发出扫掠扭曲自适应转子（STAR）叶片。该叶片尖端呈温和弯曲形态，可充分利用包括低速风在内的所有风速条件，使能量捕获率提升12%。为支持更可靠齿轮箱的开发，WETO还联合多家企业设计测试创新传动系统概念，并通过能源部4700万美元资金支持，在克莱姆森大学建成美国最大、全球领先的风能测试设施之一，以加速下一代能源技术部署、降低制造商成本、提升美国企业全球竞争力。

风力发电组件设计与制造的创新仍是实现国家可再生能源目标的关键。能源部风能技术办公室与先进制造办公室正与公私机构合作，将增材制造（3D打印）应用于风电机组叶片模具生产。传统方法需先制作全尺寸叶片塞子再制模具，该环节耗时费力，3D打印可显著节省资源。

国家可再生能源实验室的国家风能技术中心（NWTC）率先在风电机组部件、系统及建模方法方面实现创新，推动行业加速发展。该中心提供多个测试场地、测功机、现场制造资源及结构验证能力。研究内容与能源部“大气到电子”（A2e）计划互补，后者旨在通过深入理解风流入风电场的复杂物理过程，大幅降低风能成本。NWTC的创新研究包括：利用计算流体动力学开发风电场模拟器及建模控制工具，帮助运营商在多种大气条件下分析电厂性能，协调风机控制减少尾流效应，使整体出力提高4%-5%；利用可控电网接口测试系统缩短认证测试时间和成本，同时帮助系统工程师理解风电机组、光伏逆变器和储能系统对电力扰动的反应；分析美国海上风能潜力，揭示该新兴行业的需求、机遇和预期影响。

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