廖長(zhǎng)鑫 謝 喆 郝俊杰 顏燕紅

（中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司，株洲412001）

中國(guó)已經(jīng)向全球承諾了“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展目標(biāo)，風(fēng)力發(fā)電是極具技術(shù)和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的能源生產(chǎn)方式，成為實(shí)現(xiàn)能源安全、綠色低碳發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵支撐。近年來(lái)中國(guó)風(fēng)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量的增加、裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使其成為我國(guó)可再生能源發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，但是國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短，距離發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)水平仍有一定差距。為此科技部十三五期間在風(fēng)能領(lǐng)域研究部署了如表1所示的五大方向重點(diǎn)任務(wù)［1］，啟動(dòng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，國(guó)家在風(fēng)能方面目前已累計(jì)投入了1.4億元［2］，按照自籌經(jīng)費(fèi)總額與國(guó)撥經(jīng)費(fèi)總額比例一般不低于1：1來(lái)算，相關(guān)風(fēng)能研究項(xiàng)目總投入達(dá)到2.8億元以上。

表1 “十三五”風(fēng)能領(lǐng)域重點(diǎn)任務(wù)五大方向Tab.1 Five Technical Directions for Key Tasks in the Field of Wind Energy During the 13th Fiveyear Plan

但從創(chuàng)新內(nèi)容上看，我國(guó)風(fēng)能研究相關(guān)創(chuàng)新活動(dòng)仍然多集中于電學(xué)領(lǐng)域，具體包括風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)電儲(chǔ)存、風(fēng)電輸送、風(fēng)電并網(wǎng)等技術(shù)領(lǐng)域，傾向于風(fēng)電設(shè)備的落地與運(yùn)營(yíng)，而在風(fēng)電技術(shù)研發(fā)、風(fēng)機(jī)設(shè)備制造等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)與技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新較少。從創(chuàng)新合作上看，風(fēng)電產(chǎn)學(xué)研合作多處于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，能源領(lǐng)域國(guó)企或央企是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新合作的主要企業(yè)，風(fēng)機(jī)裝備龍頭企業(yè)參與創(chuàng)新不足，民營(yíng)企業(yè)活力不夠；創(chuàng)新合作模式單一，存在“路徑依賴(lài)”，公司或者研究院傾向于同自己附屬或下屬的公司或研究院所建立合作，不利于創(chuàng)新資源的優(yōu)化配置［3］。

歐盟地區(qū)風(fēng)力發(fā)電起步較早，技術(shù)比較成熟，面對(duì)國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)的超高速發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇，歐盟在風(fēng)力發(fā)電前沿技術(shù)研發(fā)方面投入的科研資金與力量也越來(lái)越大，以期能夠持續(xù)引領(lǐng)全球風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展。因此歐盟風(fēng)能技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)非常值得國(guó)內(nèi)同行開(kāi)展深入研究和分析。

近年來(lái)知識(shí)圖譜和文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用變得越來(lái)越普遍，但是在風(fēng)能領(lǐng)域，相關(guān)文獻(xiàn)不多。Sakata等［4］開(kāi)展了風(fēng)能與太陽(yáng)能?chē)?guó)際合作論文的文獻(xiàn)計(jì)量分析；Telsnig T等［5］基于歐盟聯(lián)合研究中心（Joint Research Centre，JRC）開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新監(jiān)測(cè)工具軟件TIM對(duì)風(fēng)電葉片和海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)上發(fā)表的論文進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析和可視化；Penghao Ye等［6］對(duì) Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中海上風(fēng)電（OWP）研究論文進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量分析和知識(shí)圖譜研究。這些研究主要立足于科研論文的統(tǒng)計(jì)情況和研究主題發(fā)展趨勢(shì)的分析，缺少對(duì)政府資助基金項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)和研究主題的定量分析。實(shí)際上，政府基金資助項(xiàng)目作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的載體，能夠更好地反映產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和學(xué)科前沿布局的具體情況。EU-H2020是歐盟為實(shí)施創(chuàng)新政策的資金工具，在2014—2020年的計(jì)劃周期總共投入約800億歐元用來(lái)資助科技研究和創(chuàng)新活動(dòng)，是迄今為止全球最大的公共財(cái)政科研資助計(jì)劃，歐盟主要風(fēng)能研究項(xiàng)目大多獲得該計(jì)劃的資助，使其成為歐盟風(fēng)能行業(yè)最有影響力的研究基金。本文將對(duì)EU-H2020風(fēng)能相關(guān)項(xiàng)目的資助類(lèi)別、資助數(shù)量、資助金額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并基于二維分析視角，采用科學(xué)計(jì)量學(xué)方法圍繞基金項(xiàng)目的時(shí)間、機(jī)構(gòu)、主題等展開(kāi)綜合分析。其中，項(xiàng)目資助類(lèi)別、數(shù)量、金額的統(tǒng)計(jì)分析旨在探索不同項(xiàng)目主題的年度分布和資助強(qiáng)度；時(shí)間與主題分析揭示EU-H2020風(fēng)能研究的主題演化態(tài)勢(shì)；機(jī)構(gòu)與主題分析旨在幫助科研人員了解機(jī)構(gòu)的研究布局，如機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)、研究方向、研究重點(diǎn)等。研究成果可為我國(guó)風(fēng)能行業(yè)策劃研究項(xiàng)目、獲取基金資助、開(kāi)展創(chuàng)新合作等提供有價(jià)值的參考信息。

1 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)集

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

EU-H2020風(fēng)能研究項(xiàng)目的數(shù)據(jù)來(lái)源：歐盟“科研成果項(xiàng)目庫(kù)平臺(tái) CORDIS”，檢索式：contenttype＝‘project'AND（programme／code＝‘H2020'）AND（‘wind'AND‘energy'），檢索結(jié)果532項(xiàng)。

對(duì)歐盟CORDIS平臺(tái)檢索結(jié)果進(jìn)行人工清洗和篩選，最終確認(rèn)得到172項(xiàng)風(fēng)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析方法

歐盟CORDIS平臺(tái)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)是基于網(wǎng)頁(yè)非結(jié)構(gòu)化展示，不便于開(kāi)展分析研究。中國(guó)科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心“全球科研項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)ProjectGate”從歐盟 CORDIS平臺(tái)爬取了 EUH2020風(fēng)能研究項(xiàng)目數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，但因平臺(tái)更新周期等問(wèn)題，存在部分項(xiàng)目未收錄，收錄項(xiàng)目的信息不完整等問(wèn)題。本文以歐盟CORDIS平臺(tái)檢索結(jié)果及項(xiàng)目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參考了中科院ProjectGate平臺(tái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化方式，形成了EU-H2020風(fēng)能研究項(xiàng)目數(shù)據(jù)集。

通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)EU-H2020基金項(xiàng)目進(jìn)行主題分析必須有項(xiàng)目關(guān)鍵詞，但通過(guò)平臺(tái)獲得的數(shù)據(jù)集還缺少項(xiàng)目關(guān)鍵詞信息。因此本文研究工作的一個(gè)難點(diǎn)就在于如何獲得項(xiàng)目關(guān)鍵詞，解決辦法是從數(shù)據(jù)集已有的項(xiàng)目名稱(chēng)和項(xiàng)目摘要中提取關(guān)鍵詞。項(xiàng)目關(guān)鍵詞提取的前提是要建立一個(gè)自定義的風(fēng)能行業(yè)詞典，本文參考國(guó)際風(fēng)能行業(yè)主題分類(lèi)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn) IRPWind taxonomy［7］、ReliaWind taxonomy［8］以及風(fēng)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，建立了風(fēng)能行業(yè)自定義詞典。然后通過(guò)自然語(yǔ)言處理（NLP）方法，對(duì)項(xiàng)目名稱(chēng)和項(xiàng)目摘要進(jìn)行分詞處理，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗和人工篩選，最終提取了項(xiàng)目關(guān)鍵詞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)研究項(xiàng)目主題內(nèi)容進(jìn)行計(jì)量分析的目的。

分析工具方面，本文主要運(yùn)用Excel對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的描述統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用CO-OCcurrence 6.7［9］軟件對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行頻次統(tǒng)計(jì)、共現(xiàn)矩陣、二模矩陣、主題演進(jìn)的計(jì)算，運(yùn)用VOSviewer軟件進(jìn)行知識(shí)圖譜可視化分析，展現(xiàn)研究主題、機(jī)構(gòu)合作關(guān)系。

2 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目計(jì)量分析

2.1 項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析

EU-H2020是歐盟最大的研究與創(chuàng)新計(jì)劃（2014—2020年），但該計(jì)劃是一項(xiàng)大型綜合性科研計(jì)劃，并沒(méi)有單獨(dú)列支風(fēng)能行業(yè)分類(lèi)，風(fēng)能相關(guān)項(xiàng)目分散于該計(jì)劃3大戰(zhàn)略?xún)?yōu)先領(lǐng)域的各項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃之下。通過(guò)對(duì)EU-H2020風(fēng)能研究項(xiàng)目的檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，截至2020年11月，EU-H2020共資助了172個(gè)風(fēng)能項(xiàng)目，總預(yù)算達(dá)501.746百萬(wàn)歐元，項(xiàng)目均攤資助金額為2.934百萬(wàn)歐元／項(xiàng)，EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目年度資助數(shù)量見(jiàn)圖1，年度資助金額見(jiàn)圖2。綜合圖1和圖2可見(jiàn)，EUH2020研究項(xiàng)目分布于Sitting（選址）、Economics（經(jīng)濟(jì)性）、Wind Power Plant（風(fēng)力發(fā)電廠）、Wind Turbine（風(fēng)力機(jī)）、O＆M（運(yùn)營(yíng)與維護(hù)）等5個(gè)主題領(lǐng)域，其中Wind Turbine類(lèi)項(xiàng)目數(shù)量最多，達(dá)103項(xiàng)，項(xiàng)目均攤資助金額為2.552百萬(wàn)歐元／項(xiàng)；ICT技術(shù)已經(jīng)覆蓋到以上所有5個(gè)風(fēng)能主題領(lǐng)域，涉及ICT應(yīng)用類(lèi)項(xiàng)目達(dá)26項(xiàng)，項(xiàng)目均攤資金為2.338百萬(wàn)歐元／項(xiàng)，可見(jiàn)歐盟高度重視ICT技術(shù)在風(fēng)能行業(yè)各環(huán)節(jié)的前沿應(yīng)用研究。

圖1 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目年度資助項(xiàng)目數(shù)量分布Fig.1 Distribution of the Number of Annual Funding Projects for EU-H2020Wind Energy

圖2 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目年度資助金額分布Fig.2 Distribution of Annual Funding for EU-H2020 Wind Energy

2.2 項(xiàng)目主題分析

對(duì)EU-H2020項(xiàng)目主題詞所涉及項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)排序以凸顯其熱點(diǎn)主題，繪制詞云圖如圖3所示，導(dǎo)出其Top20熱點(diǎn)主題詞如表2所示。

表2 Top20熱點(diǎn)主題列表Tab.2 List of Top20 Hot Topics

圖3 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目主題詞云圖Fig.3 Topic Word Cloud Map for EU-H2020 Wind Energy Projects

利用VOSviewer軟件通過(guò)關(guān)鍵詞的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)矩陣進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到項(xiàng)目研究主題的共現(xiàn)聚類(lèi)圖，如圖4所示。

根據(jù)圖4并結(jié)合VOSviewer軟件中Clusters分組結(jié)果，所有項(xiàng)目形成了9個(gè)大小不同的聚類(lèi)主題：Wind Turbine（風(fēng)力機(jī)）、Wind Power Plant（風(fēng)力發(fā)電廠）、Maintenance（維護(hù)）、Blades（葉片）／Structures（結(jié)構(gòu)）、Monitoring（監(jiān)視）、Small Wind Turbine（小型風(fēng)力機(jī)）、Economics（經(jīng)濟(jì)性）、Lifting（起吊）、Vortex（渦流）。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步對(duì)其管理的研究項(xiàng)目的分析，這9大主題下的研究項(xiàng)目全部涵蓋了國(guó)際風(fēng)能行業(yè)主題分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（IRPWind taxonomy）下 Sitting（選址）、Economics（經(jīng)濟(jì)性）、Wind Power Plant（風(fēng)力發(fā)電廠）、Wind Turbine（風(fēng)力機(jī)）、O＆M（運(yùn)營(yíng)與維護(hù)）的 5大主題分類(lèi)，廣泛涉及ICT類(lèi)技術(shù)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子及葉片（Rotor／Blades）技術(shù)、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)（Structure）技術(shù)、創(chuàng)新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)概念原型，以及電氣技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、風(fēng)資源與選址技術(shù)、機(jī)器人運(yùn)維技術(shù)等多種主題類(lèi)型項(xiàng)目。體現(xiàn)歐盟風(fēng)能研究資助的全面、深入，符合其持續(xù)全面引領(lǐng)全球風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的野心和目標(biāo)。

圖4 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目研究主題共現(xiàn)聚類(lèi)Fig.4 Research Topic Co-occurrence Cluster Map for EU-H2020Wind Energy Projects

2.2.1 ICT類(lèi)技術(shù)資助項(xiàng)目

深入分析關(guān)鍵詞，可以發(fā)現(xiàn)ICT類(lèi)技術(shù)主題如 IOT、5G、AI、Open-source、Software Platform、HPC等與大多數(shù)主題聚類(lèi)均有連接。這與前文2.1節(jié)統(tǒng)計(jì)分析所揭示的歐盟高度重視ICT技術(shù)在風(fēng)能行業(yè)各環(huán)節(jié)的前沿應(yīng)用研究這一結(jié)果保持一致。ICT技術(shù)涉及風(fēng)能行業(yè)各個(gè)主題領(lǐng)域，其主要項(xiàng)目有：

1）云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用。例如，CLOUD DIAGNOSIS開(kāi)展基于低成本云監(jiān)控技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)測(cè)性維護(hù)研究；ZephyCloud開(kāi)展基于ZephyTOOLS云計(jì)算的新一代CFD開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)，并且連續(xù)兩期得到EU-H2020項(xiàng)目資助資金。

2）人工智能（Artificial Intelligence，AI）與智能運(yùn)維應(yīng)用。例如，WINDMIL RT-DT（自主的實(shí)時(shí)決策樹(shù)框架）項(xiàng)目用于風(fēng)力渦輪機(jī)的監(jiān)視和診斷，公開(kāi)了風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）方法和自主實(shí)時(shí)決策樹(shù)框架，發(fā)布了WINDMIL開(kāi)源軟件SHM／VoI；ROMEO項(xiàng)目尋求通過(guò)邊緣的機(jī)器學(xué)習(xí)和物聯(lián)網(wǎng)來(lái)改善風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電；Motorlisten則基于AI開(kāi)展非侵入式電機(jī)健康監(jiān)測(cè)研究；WakeOpColl項(xiàng)目通過(guò)大規(guī)模尾流數(shù)值仿真建立面向風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化的智能學(xué)習(xí)框架；Windrone Zenith（基于自主和智能無(wú)人機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)檢查系統(tǒng)）項(xiàng)目可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)高效、可靠、安全且可操作的葉片故障檢測(cè)和預(yù)測(cè)；A2MiroSensorCopter（全自動(dòng)檢查系統(tǒng)）項(xiàng)目可減少風(fēng)力渦輪機(jī)停機(jī)時(shí)間；WINDMIL（風(fēng)力發(fā)電機(jī)的智能監(jiān)控）項(xiàng)目用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的智能監(jiān)控、檢查和全生命周期評(píng)估；PAVIMON（用于風(fēng)輪機(jī)預(yù)測(cè)維護(hù)的AI）項(xiàng)目可對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行安全、可靠和有效的檢查。

3）風(fēng)能數(shù)據(jù)共享與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用。例如，MARINET2項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)海洋可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的增強(qiáng)技術(shù)等，盤(pán)點(diǎn)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理／共享能力，開(kāi)展了基于SeaDataNet基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)改編的標(biāo)準(zhǔn)和工具的新系統(tǒng)的操作，這類(lèi)數(shù)據(jù)共享項(xiàng)目將有益于風(fēng)能領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)應(yīng)用發(fā)展。

4）5G等網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)應(yīng)用。例如，VirtuWind（在運(yùn)營(yíng)中的風(fēng)電場(chǎng)中部署虛擬和可編程的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)原型）將基于開(kāi)放、模塊化和安全的框架開(kāi)發(fā)和演示SDN和NFV生態(tài)系統(tǒng)；NRG-5項(xiàng)目通過(guò)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步致力于實(shí)現(xiàn)“智能能源即服務(wù)”商業(yè)模式。

5）VR／AR技術(shù)應(yīng)用。例如，3DEPLAN項(xiàng)目采用AR的交互式云規(guī)劃平臺(tái)，使用數(shù)字地圖和衛(wèi)星圖像實(shí)現(xiàn)更快、更便宜、更直觀的規(guī)劃。

6）高性能計(jì)算技術(shù)與高保真多尺度綜合模型等仿真技術(shù)應(yīng)用。例如，HPCWE（高性能風(fēng)能計(jì)算）項(xiàng)目解決將HPC應(yīng)用到風(fēng)能上的關(guān)鍵開(kāi)放挑戰(zhàn)；UPWARD（通過(guò)集成仿真框架了解風(fēng)力渦輪機(jī)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的物理原理）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)一個(gè)包含高保真度仿真代碼的集成仿真開(kāi)源框架，基于此結(jié)果發(fā)布了15 MW虛擬風(fēng)力渦輪機(jī)原型描述并開(kāi)展15 MW風(fēng)力渦輪機(jī)的CFD仿真；WindSider（自動(dòng)化、低成本、準(zhǔn)確的AI驅(qū)動(dòng)風(fēng)資源評(píng)估技術(shù)工具平臺(tái)）將數(shù)值建模和AI結(jié)合在云中，可加快風(fēng)電場(chǎng)投資決策并降低新風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)；Adaptive Simulations項(xiàng)目推出基于云計(jì)算的高性能計(jì)算CFD開(kāi)源框架，并提供了一種顛覆性的全自動(dòng)“仿真即服務(wù)”模式。

2.2.2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子及葉片（Rotor／Blades）資助項(xiàng)目

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子及葉片（Rotor／Blades）方面的資助項(xiàng)目是EU-H2020在Wind Turbine聚類(lèi)主題下的熱點(diǎn)，并且由于葉片的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、維護(hù)等是風(fēng)能O＆M的重要內(nèi)容，但又與風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片部件的仿真、設(shè)計(jì)、材料等密切相關(guān)，在主題詞聚類(lèi)圖中也顯示與Wind Turbine連接緊密，因此主要將該類(lèi)項(xiàng)目列入Rotor／Blades主題詞下進(jìn)行分析：

1）智能轉(zhuǎn)子葉片技術(shù)。由于較大的轉(zhuǎn)子葉片需要考慮能夠適應(yīng)非均勻風(fēng)流的Rotor／Blades概念，因此出現(xiàn)了結(jié)合彎曲扭曲耦合（Bend Twist Coupling）、嵌入風(fēng)傳感器葉片技術(shù)等被動(dòng)或主動(dòng)負(fù)載控制的轉(zhuǎn)子概念，例如Aeropaft（使用被動(dòng)式流量控制技術(shù)延遲翼型的氣流分離和失速）項(xiàng)目可將1MW WT的電功率增加5%，DemoWind（海上風(fēng)電示范葉片）項(xiàng)目采用的低阻力渦流發(fā)生器（Low Drag Vortex Generator）技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的作用。

2）轉(zhuǎn)子葉片空氣動(dòng)力效應(yīng)相關(guān)的一些項(xiàng)目。提出和研發(fā)針對(duì)長(zhǎng)大葉片等挑戰(zhàn)的新型轉(zhuǎn)子概念或原型，例如，AEROFLEX（氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定性和柔性結(jié)構(gòu)的控制）開(kāi)展針對(duì)渦激共振或顫振問(wèn)題的理論研究和創(chuàng)新解決方案；TRIBLADE（大型風(fēng)力渦輪機(jī)的顛覆性“三合一”模塊化轉(zhuǎn)子葉片概念演示）；VORTEX（渦流式無(wú)葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)的顛覆性原型）；MEWi-B（更高效的風(fēng)葉片）；Rotary Wing CLFC（可增強(qiáng)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的空氣動(dòng)力學(xué)和空氣聲學(xué)性能的閉環(huán)流量控制）。

3）風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)行期間的閃電攔截和防雷保護(hù)解決方案。例如LIBI（更好地保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片免受雷擊）項(xiàng)目；SPARCARB（碳纖維復(fù)合材料對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的防雷保護(hù)）項(xiàng)目；Opti-LPS（最佳防雷系統(tǒng)）項(xiàng)目。

4）葉片檢測(cè)流程的新穎概念。例如，BladeSave（基于風(fēng)險(xiǎn)的葉片結(jié)構(gòu)評(píng)估技術(shù)）將具有多種傳感功能（應(yīng)變，振動(dòng)和聲發(fā)射）的光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Smartscan）與葉片資產(chǎn)管理軟件相融合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片監(jiān)控、維修和管理的綜合解決方案；Windrone Zenith（基于自主和智能無(wú)人機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)檢查系統(tǒng)）項(xiàng)目可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)高效、可靠、安全且可操作的葉片故障檢測(cè)和預(yù)測(cè)；SheaRIOS項(xiàng)目（風(fēng)力渦輪機(jī)剪切技術(shù)機(jī)器人葉片檢測(cè)系統(tǒng)）；Ventura Habitat（新型的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片維護(hù)罩）可最大限度地減少停機(jī)時(shí)間。

5）創(chuàng)新的葉片制造技術(shù)和材料研究，旨在開(kāi)發(fā)用于更長(zhǎng)葉片的先進(jìn)材料、制造技術(shù)以及為葉片材料使用壽命提供環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的解決方案等。例如，DACOMAT（開(kāi)發(fā)出更具耐受性和可預(yù)測(cè)性的低成本復(fù)合材料）項(xiàng)目；Powderblade（由碳／玻璃纖維環(huán)氧材料組成的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片先進(jìn)復(fù)合材料）項(xiàng)目；EcoBlade（通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)材料粉碎和分離對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片進(jìn)行經(jīng)濟(jì)高效的退役）項(xiàng)目；SEAMETEC（開(kāi)發(fā)智能高效經(jīng)濟(jì)型渦輪機(jī)葉片復(fù)合材料結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目；ABLE（延長(zhǎng)葉片壽命解決方案）項(xiàng)目。

2.2.3 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)（Structure）資助項(xiàng)目

風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)（Structure）方面的資助項(xiàng)目是EUH2020在Wind Turbine聚類(lèi)主題下的另一個(gè)熱點(diǎn)。風(fēng)電結(jié)構(gòu)技術(shù)相關(guān)的資助項(xiàng)目組合非常多樣化，基礎(chǔ)和浮動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)是研究熱點(diǎn)，安裝和提升操作方面的項(xiàng)目數(shù)量和資助金額相對(duì)處于劣勢(shì)，目前還處于研究領(lǐng)域邊緣。用于固定在底部安裝的風(fēng)力渦輪機(jī)的當(dāng)前支撐結(jié)構(gòu)主要由單樁組成，EU-H2020建立了一些新的解決方案項(xiàng)目，包括：開(kāi)始研發(fā)風(fēng)力渦輪機(jī)的替代支撐結(jié)構(gòu)，包括固定式底部支撐結(jié)構(gòu)、自升式塔以及應(yīng)用于結(jié)構(gòu)部件的新材料等，這些創(chuàng)新技術(shù)可以應(yīng)對(duì)許多挑戰(zhàn)，例如，解決結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)問(wèn)題、開(kāi)發(fā)比以前使用大得多的渦輪機(jī)、使用與陸上風(fēng)機(jī)不同的型材和連接方法，降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等。另一方面，當(dāng)前的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架和支撐結(jié)構(gòu)所使用的鋼或混凝土構(gòu)造通常與建筑業(yè)使用的等級(jí)相同，EU-H2020設(shè)立了新的解決方案項(xiàng)目，例如，更高等級(jí)的鋼可以提供更好的結(jié)構(gòu)性能（強(qiáng)度、抗屈曲性）和更輕的結(jié)構(gòu)；鋼和混凝土的混合解決方案以及使用替代材料（尤其是復(fù)合材料）也提供了類(lèi)似的性能優(yōu)勢(shì)，這些項(xiàng)目包括：

1）旨在證明新的浮動(dòng)式海上風(fēng)能解決方案的項(xiàng)目。例如，i4Offshore項(xiàng)目是有史以來(lái)最大的海上風(fēng)能研發(fā)項(xiàng)目之一；LIFES 50plus（用于10 MW風(fēng)力渦輪機(jī)且水深大于50 m的創(chuàng)新浮動(dòng)子結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目；X1 Wind（帶來(lái)經(jīng)濟(jì)高效且可靠的顛覆性浮動(dòng)式風(fēng)能技術(shù)）項(xiàng)目；TELWIND（低成本深海風(fēng)電和下一代10MW ＋汽輪機(jī)的集成式伸縮塔和演化的SPAR浮式子結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目；Corewind（開(kāi)發(fā)兩個(gè)基于混凝土的浮子概念）項(xiàng)目，包括所需的錨固系統(tǒng)和電纜；FLOTANT（針對(duì)深水風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化的創(chuàng)新、低成本、低重量和安全的集成式海上浮動(dòng)風(fēng)能解決方案）項(xiàng)目；EDOWE（經(jīng)濟(jì)的深海海上風(fēng)能開(kāi)發(fā)浮動(dòng)式海上風(fēng)力渦輪機(jī)）項(xiàng)目；InnoDC（海上風(fēng)電和直流電網(wǎng)的創(chuàng)新工具）項(xiàng)目，專(zhuān)注于將這些新技術(shù)（例如海上風(fēng)力渦輪機(jī)、VSC HVDC轉(zhuǎn)換器、長(zhǎng)交流電纜）集成到電力系統(tǒng)中的模型和方法。

2）旨在展示新型浮動(dòng)概念的項(xiàng)目。例如，F(xiàn)LOWSPA（結(jié)合了翼梁和半潛式技術(shù)的浮動(dòng)平臺(tái)）項(xiàng)目；WTSS（顛覆性的海上浮動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目；FLOW（用于深遠(yuǎn)海風(fēng)能的新型浮動(dòng)平臺(tái)）項(xiàng)目；FloatMastBlue（創(chuàng)新的浮式桅桿平臺(tái)）項(xiàng)目；SATH（用于海上風(fēng)力渦輪機(jī)的新型雙浮動(dòng)平臺(tái)）項(xiàng)目；POSEIDON（浮動(dòng)風(fēng)能和波浪能混合發(fā)電站）項(xiàng)目。

3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面。例如，DEMOGRAVI3（創(chuàng)新重力基礎(chǔ)GRAVI3的示范項(xiàng)目）是唯一的地面支撐結(jié)構(gòu)項(xiàng)目；ELICAN（革命性的下部結(jié)構(gòu)包括一個(gè)集成的自安裝式預(yù)制混凝土伸縮塔和地基）項(xiàng)目，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)下部結(jié)構(gòu)和風(fēng)力渦輪機(jī)的無(wú)起重機(jī)離岸安裝，從而克服了對(duì)重型船舶的依賴(lài)所帶來(lái)的限制；GroutTube（用于多樁基礎(chǔ)海上注漿系統(tǒng)的創(chuàng)新概念和裝備）項(xiàng)目；PivotBuoy（經(jīng)濟(jì)高效且可靠的浮風(fēng)系泊、連接、安裝和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)）項(xiàng)目。

4）安裝和提升操作主題的不同概念。例如，POSEIDON（混合浮動(dòng)和波動(dòng)裝置）項(xiàng)目；OptiLift（改善海上起重和物流的框架）項(xiàng)目；WELL（高效、輕型、無(wú)需使用大噸位起重機(jī)的“伸縮式升降機(jī)”系統(tǒng)）項(xiàng)目。

5）創(chuàng)新塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，HYPER TOWER（超高層陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架設(shè)計(jì)）項(xiàng)目提出了一種由桁架組裝而成的創(chuàng)新型自升式風(fēng)力渦輪機(jī)塔架配置；AIRCRANE（用于更高風(fēng)力渦輪機(jī)的新型混凝土塔架組裝系統(tǒng)）項(xiàng)目；LiraTower（具有成本效益且簡(jiǎn)化的140m現(xiàn)澆混凝土塔架的新概念）項(xiàng)目；ELISA（自浮式混凝土預(yù)制基礎(chǔ)）項(xiàng)目，用于完全安裝海上風(fēng)輪機(jī)的無(wú)肋安裝；SE-NBW（風(fēng)力渦輪機(jī)塔架自架系統(tǒng)演示）項(xiàng)目；NBTECH（創(chuàng)新型鋼框架塔架驗(yàn)證和演示）項(xiàng)目；TRIWIND（新穎的多功能三塔式海上結(jié)構(gòu)）項(xiàng)目；HSS-WIND（高強(qiáng)度鋼在海上風(fēng)能管狀結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用）項(xiàng)目；OFFSHORE TALL TOWER（風(fēng)浪載荷下海上高架風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)安全性改進(jìn)）項(xiàng)目。

6）結(jié)構(gòu)涂層技術(shù)方面。例如，MicroCoating項(xiàng)目借助微結(jié)構(gòu)涂層提高了風(fēng)力渦輪機(jī)的性能；Riblet4Wind項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的Riblet-Surfaces涂層技術(shù)用于提高風(fēng)力渦輪機(jī)的效率；SUNCOAT項(xiàng)目研發(fā)的納米工程超疏水聚氨酯涂料保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)前緣；LEP4BLADES項(xiàng)目研發(fā)創(chuàng)新的風(fēng)機(jī)葉片前緣保護(hù)（LEP）聚合物涂層系統(tǒng)。

2.2.4 創(chuàng)新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)資助項(xiàng)目

EU-H2020資助了以下許多創(chuàng)新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)概念原型，包括一些非主流的垂直軸、水平軸風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，也包括混合風(fēng)機(jī)、高空風(fēng)能等，這些技術(shù)中的大多數(shù)用于低功率和分布式應(yīng)用，適用于城郊環(huán)境或嵌入在城市建筑中，目前主要應(yīng)用于利基市場(chǎng)。其降低成本方法可能是采用更有效的設(shè)計(jì)、更便宜的制造和材料、更高效的安裝，以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)等。這些創(chuàng)新風(fēng)機(jī)的主要挑戰(zhàn)不僅是技術(shù)，還需要解決噪聲，美學(xué)和社會(huì)認(rèn)可度。此外，在某些情況下也有明顯的立法挑戰(zhàn)。上述概念大多尚處于開(kāi)發(fā)的早期階段，難以根據(jù)技術(shù)就緒度水平（Technology Readiness Levels，TRL）或發(fā)電規(guī)模來(lái)評(píng)估這些技術(shù)，因此歐盟通過(guò)公共資金來(lái)評(píng)估和挖掘其潛力，主要項(xiàng)目類(lèi)型包括：

1）機(jī)載風(fēng)能系統(tǒng)（Airborne Wind Energy System），也稱(chēng)高空風(fēng)能系統(tǒng)。例如，AWESOME（用于離網(wǎng)和移動(dòng)最終用途的機(jī)載風(fēng)能系統(tǒng)），這是獲得Google投資的明星項(xiàng)目；AWESCO機(jī)載風(fēng)能系統(tǒng)；Skypull利用高空風(fēng)的力量；TwingTec無(wú)人機(jī)飛高以進(jìn)行高空風(fēng)能捕獲；EK200-AWESOME機(jī)載風(fēng)能和儲(chǔ)能系統(tǒng)；NextWind使用剛性風(fēng)箏收集空中風(fēng)能。

2）分散式和小型風(fēng)力渦輪機(jī)技術(shù)（Small Wind Turbines，SWT）的研究以推進(jìn)小型風(fēng)力市場(chǎng)（Small Wind Market，SWM）。例如，Vertical Sky用于可持續(xù)，靜音和分散式能源生產(chǎn)的下一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)；SeaTwirl第一臺(tái)堅(jiān)固耐用且經(jīng)濟(jì)高效的浮動(dòng)式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)；NJORD用于極端風(fēng)環(huán)境的堅(jiān)固耐用的持久性垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)；SWITLER小型風(fēng)輪機(jī)輕型高效發(fā)電機(jī)；SEEDWIND靜音、高效、經(jīng)濟(jì)的小型風(fēng)能；URBAVENTO專(zhuān)為城市地區(qū)分布式發(fā)電設(shè)計(jì)的產(chǎn)創(chuàng)新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)；EOW應(yīng)用于低風(fēng)速下城市環(huán)境的高效微型雙軸垂直風(fēng)力渦輪機(jī)；GWFortyForty蓋亞·溫德公司的先進(jìn)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)；Briareo垂直軸微型風(fēng)力渦輪機(jī)；VORTEX無(wú)葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)的新概念；INNOWIND中功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)；EOLI FPS市區(qū)屋頂風(fēng)力發(fā)電機(jī)；IRWES集成屋頂風(fēng)能系統(tǒng)；Omniflow下一代混合風(fēng)能和太陽(yáng)能技術(shù)。

3）采用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。例如EcoSwing（使用超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)化能源成本）項(xiàng)目全球首次在風(fēng)力渦輪機(jī)上演示3.6兆瓦低成本輕量級(jí)超導(dǎo)發(fā)電機(jī)，由中國(guó)風(fēng)能公司遠(yuǎn)景能源主持，因而獲得廣泛關(guān)注。

2.2.5 其他主題類(lèi)型資助項(xiàng)目

此外EU-H2020還大力資助了電氣技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、風(fēng)資源與選址技術(shù)、機(jī)器人運(yùn)維技術(shù)等多種主題類(lèi)型項(xiàng)目：

1）電氣技術(shù)。COOLWIND項(xiàng)目用于海上風(fēng)電HVDC變壓器平臺(tái)的海底冷卻器；YURAKAN開(kāi)發(fā)了可實(shí)現(xiàn)超低LCOE的高功率陸基風(fēng)能旋風(fēng)交流發(fā)電機(jī)組顛覆性技術(shù)；ReaLCoE的目標(biāo)是加速海上風(fēng)能轉(zhuǎn)換器（WEC）以及高性能的12兆瓦以上渦輪機(jī)示范；Haeolus變電站風(fēng)能制氫項(xiàng)目采用優(yōu)化的電解槽。

2）控制技術(shù)。TotalControl先進(jìn)的集成監(jiān)控和風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制；CL-WINDCON閉環(huán)風(fēng)電場(chǎng)控制創(chuàng)新解決方案，把整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)視為一個(gè)獨(dú)特的集成優(yōu)化問(wèn)題。

3）風(fēng)電傳感器技術(shù)。例如，EOLOGIX（首款用于基于狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片傳感器）項(xiàng)目；POFSensor（用于結(jié)構(gòu)工程的新型聚合物光纖傳感器）項(xiàng)目；eolACC（先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)加速度計(jì)系統(tǒng)用于風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)性部件的預(yù)測(cè)監(jiān)控）項(xiàng)目；WITRO（用于海上風(fēng)能的風(fēng)和湍流雷達(dá)）項(xiàng)目。

4）檢測(cè)技術(shù)。例如，ERC-FLOVIST項(xiàng)目致力于將斷層攝影顆粒圖像測(cè)速技術(shù)（PIV）推進(jìn)到一種用于空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的非侵入式診斷的通用技術(shù)；NOTUS（涂層的無(wú)損檢測(cè)）項(xiàng)目是第一個(gè)專(zhuān)門(mén)為風(fēng)力渦輪機(jī)檢測(cè)設(shè)計(jì)的非接觸式工具；INNTERESTING創(chuàng)新的面向未來(lái)的測(cè)試方法，用于測(cè)試風(fēng)力渦輪機(jī)中的關(guān)鍵組件；CMDrive通過(guò)非接觸式聲波傳感器監(jiān)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)；CLOUD DIAGNOSIS（基于低成本云監(jiān)控技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)測(cè)性維護(hù)）。

5）風(fēng)資源與選址技術(shù)。例如，WindSider（自動(dòng)化、低成本、準(zhǔn)確的AI驅(qū)動(dòng)風(fēng)資源評(píng)估技術(shù)工具平臺(tái)）將數(shù)值建模和AI結(jié)合在云中，可加快風(fēng)電場(chǎng)投資決策并降低新風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)；ZephyCloud項(xiàng)目公開(kāi)發(fā)布了基于ZephyTOOLS云計(jì)算的新一代CFD開(kāi)源軟件；zEPHYR致力于更有效地利用陸上和城市的風(fēng)能資源，F(xiàn)LOATMAST創(chuàng)新的風(fēng)能資源評(píng)估張力腿平臺(tái)，適用于組合式風(fēng)速計(jì)和激光雷達(dá)可靠且可靠的海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能測(cè)量。

6）機(jī)器人運(yùn)維技術(shù)。例如，A2MIRO（Airbone資產(chǎn)管理檢查機(jī)器人-離岸）項(xiàng)目；SheaRIOS（風(fēng)力渦輪機(jī)剪切成像技術(shù)機(jī)器人葉片檢測(cè)系統(tǒng)）項(xiàng)目；WInspector（先進(jìn)的剪切成像套件和機(jī)器人部署平臺(tái)）項(xiàng)目，用于現(xiàn)場(chǎng)檢查風(fēng)力渦輪機(jī)葉片；WEGOOI（風(fēng)力發(fā)電機(jī)陸上和海上檢查員）項(xiàng)目，通過(guò)自主和智能的專(zhuān)有RPAS，將用于極端環(huán)境的交鑰匙數(shù)據(jù)解決方案；EeCWITUR（風(fēng)力渦輪機(jī)的高效能源清潔機(jī)器人平臺(tái)）項(xiàng)目；WindTRRo（風(fēng)力渦輪機(jī)維修機(jī)器人）項(xiàng)目；Wind-Drone（強(qiáng)大的基于無(wú)人機(jī)的ICT解決方案）項(xiàng)目。

2.3 項(xiàng)目主題演進(jìn)

通過(guò)研究主題隨時(shí)間的演變情況考察EUH2020歷年的研究趨勢(shì)，如圖5所示（圓圈越大，表示2014—2020年間相關(guān)獲批項(xiàng)目總數(shù)越多）?？v軸為關(guān)鍵詞的重要度排名，橫軸為關(guān)鍵詞在EU-H2020中首次出現(xiàn)的時(shí)間。由圖中可見(jiàn)，2018年以來(lái)，EU-H2020項(xiàng)目中 Digital Maps（數(shù)字地圖）、Satellite Images（衛(wèi)星云圖）、Marine Robots（海洋機(jī)器人）、Mooring Systems（系泊系統(tǒng)）、Predictive Models（預(yù)測(cè)模型）等主題開(kāi)始受到更多關(guān)注。

圖5 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目研究主題演進(jìn)Fig.5 Research Topic Evolution Map for EU-H2020 Wind Energy Projects

2.4 項(xiàng)目機(jī)構(gòu)分析

2.4.1 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

機(jī)構(gòu)參與EU-H2020項(xiàng)目的數(shù)量統(tǒng)計(jì)情況（僅列出參與項(xiàng)目大于4項(xiàng)的機(jī)構(gòu)，共18家機(jī)構(gòu)）見(jiàn)圖6和表3。其中除了 SIEMENS和TWI LIMITED為企業(yè)外，其他均為高?；蜓芯克?，并且SIEMENS主要是作為合作機(jī)構(gòu)參與相關(guān)項(xiàng)目研究，其主持研究的項(xiàng)目?jī)H 2項(xiàng)，分別是i4Offshore（降低海上風(fēng)能成本行業(yè)創(chuàng)新的系統(tǒng)實(shí)施）和VirtuWind（在運(yùn)營(yíng)中的風(fēng)電場(chǎng)中部署虛擬和可編程的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)原型）。

表3 活躍研發(fā)機(jī)構(gòu)列表Tab.3 List of Active R＆D Organizations

圖6 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目研發(fā)機(jī)構(gòu)Fig.6 Participating in Project Numbers of R＆D Organization of EU-H2020 Wind Energy Project

項(xiàng)目的研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，見(jiàn)圖7。圖中清晰地顯示了以歐盟EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目科研合作，形成了以SIEMENS（西門(mén)子）、DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET（丹麥技術(shù)大學(xué)）、TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT（代爾夫特理工大學(xué)）、FRAUNHOFER（弗勞恩霍夫研究所）、KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN（天主教魯汶大學(xué)）等為核心的風(fēng)能創(chuàng)新生態(tài)圈。

圖7 EU-H2020風(fēng)能項(xiàng)目研發(fā)機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)Fig.7 R＆D Organizations Cooperation Network Map for EU-H2020Wind Energy Projects

通過(guò)VOSviewer軟件進(jìn)一步繪制核心研究機(jī)構(gòu)的合作子網(wǎng)絡(luò)圖譜，如圖8所示。可進(jìn)一步分析這些核心研究機(jī)構(gòu)各自的具體合作伙伴。由圖中可見(jiàn)，以核心研究機(jī)構(gòu)為中心，其合作機(jī)構(gòu)涉及數(shù)十家中小型研究機(jī)構(gòu)／企業(yè)，這些機(jī)構(gòu)以ICT、仿真、新概念機(jī)型等各種前沿技術(shù)參與其中，形成了極其活躍的創(chuàng)新生態(tài)。

2.4.2 Top6活躍機(jī)構(gòu)的研究主題分布

為了進(jìn)一步了解EU-H2020各個(gè)核心研究機(jī)構(gòu)的研究主題，本文基于機(jī)構(gòu)與關(guān)鍵詞（主題詞）的二模矩陣，通過(guò)VOSviewer軟件繪制了Top6活躍機(jī)構(gòu)與主題詞的二模網(wǎng)絡(luò)圖，見(jiàn)圖8。如圖中顯示，Top6活躍機(jī)構(gòu)的熱點(diǎn)研究主題既有重疊又各有不同側(cè)重面，這6家機(jī)構(gòu)的共同熱點(diǎn)研究主題包括：Wind Turbine、Economic、Turbine Control、Converters、Direct-drive、Climate、Airborne Wind Energy、Prediction、ICT、Reliability、Generator等。如果需要研究每一個(gè)機(jī)構(gòu)的具體研究主題，還可通過(guò)VOSviewer軟件分別繪制其研究主題分布子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步了解。

圖8 核心研發(fā)機(jī)構(gòu)合作子網(wǎng)絡(luò)Fig.8 Core R＆D Institutions Cooperation Sub-network Diagram

3 總結(jié)與建議

本文對(duì)歐盟Horizon 2020計(jì)劃風(fēng)能項(xiàng)目的資助類(lèi)別、資助數(shù)量、資助金額等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，通過(guò)建立風(fēng)能行業(yè)自定義詞典及NLP方法提取了項(xiàng)目關(guān)鍵詞，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，并運(yùn)用可視化工具繪制知識(shí)圖譜，分析了項(xiàng)目主題聚類(lèi)、研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)等。分析發(fā)現(xiàn)：

1）項(xiàng)目均攤資助金額為2.934百萬(wàn)歐元／項(xiàng)，Wind Turbine類(lèi)資助項(xiàng)目數(shù)量最多，達(dá)103項(xiàng)，項(xiàng)目均攤資助金額為2.552百萬(wàn)歐元／項(xiàng)，涉及ICT應(yīng)用類(lèi)項(xiàng)目達(dá)26項(xiàng)，項(xiàng)目均攤資金為2.338百萬(wàn)歐元／項(xiàng)。

2）項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容形成了9個(gè)大小不同的聚類(lèi) 主 題：Wind Turbine、Wind Power Plant、Maintenance、Structures、Monitoring、Small Wind Turbine、Economics、Lifting、Vortex。研究熱點(diǎn)包括ICT、轉(zhuǎn)子及葉片、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)創(chuàng)新型概念原型、以及風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的電氣技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、風(fēng)資源與選址技術(shù)、機(jī)器人運(yùn)維技術(shù)等，其中ICT類(lèi)技術(shù)（例如IOT、5G、AI、Open-source、Software Platform、HPC等）與各主要聚類(lèi)主題均有連接，表明歐盟高度重視ICT技術(shù)在風(fēng)能行業(yè)各環(huán)節(jié)的前沿應(yīng)用研究。

3）2018年以來(lái)，Horizon 2020計(jì)劃項(xiàng)目中數(shù)字變壓器、數(shù)字地圖、衛(wèi)星云圖、海洋機(jī)器人、系泊系統(tǒng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等主題開(kāi)始受到更多關(guān)注。

4）歐盟形成了以西門(mén)子、丹麥技術(shù)大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)、弗勞恩霍夫研究所、天主教魯汶大學(xué)等為核心的風(fēng)能創(chuàng)新生態(tài)圈。這些機(jī)構(gòu)的研究主題既有重疊部分又各有側(cè)重，其共同的熱點(diǎn)研究 主 題 包 括：Wind Turbine、Economic、Turbine Control、Converters、Direct-drive、Climate、Airborne Wind Energy、Prediction、ICT、Reliability、Generator等。

習(xí)近平主席在2020年9月和12月分別在聯(lián)合國(guó)大會(huì)和氣候雄心峰會(huì)上表態(tài)，定下了中國(guó)二氧化碳排放2030年前達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，以及2030年非化石能源占比達(dá)到25%以上、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到12億千瓦以上的新目標(biāo)。中國(guó)風(fēng)電行業(yè)積極響應(yīng)了國(guó)家氣候戰(zhàn)略，在2020年12月北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)上聯(lián)合發(fā)布了《風(fēng)能北京宣言》，提出年均新增裝機(jī)5000萬(wàn)千瓦以上，到2030年至少達(dá)到8億千瓦，到2060年至少達(dá)到30億千瓦的目標(biāo)。風(fēng)能行業(yè)宏偉目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要風(fēng)能科技發(fā)展的支撐，基于本文研究成果，對(duì)我國(guó)風(fēng)能研究布局提出以下建議：

圖9 TOP 6機(jī)構(gòu)研究主題分布網(wǎng)絡(luò)Fig.9 Research Topic Distribution Network Diagram of TOP6 R＆D Organizations

1）加強(qiáng)與歐盟風(fēng)能行業(yè)的創(chuàng)新合作。歐盟與其他國(guó)家在科研創(chuàng)新領(lǐng)域的共同資助機(jī)制基本上是圍繞研發(fā)框架計(jì)劃進(jìn)行的［10］。即將接替Horizon 2020計(jì)劃的新一輪框架計(jì)劃“Horizon Europe”（2021—2027年）已確定“向世界開(kāi)放”，并將大大加強(qiáng)與非歐盟國(guó)家開(kāi)展科技合作，其中“氣候、能源與交通”主題集群預(yù)計(jì)將獲得150億歐元資助。與此同時(shí)，美國(guó)在不斷加強(qiáng)對(duì)中國(guó)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)封鎖和戰(zhàn)略遏制，因此進(jìn)一步深入研究歐盟風(fēng)能研究布局，加強(qiáng)與歐盟風(fēng)能研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)交流，將有助于加強(qiáng)創(chuàng)新鏈條，還可進(jìn)一步考慮以適當(dāng)形式深入創(chuàng)新合作，例如爭(zhēng)取得到主持歐盟研究項(xiàng)目的機(jī)會(huì)等，著力提高我國(guó)風(fēng)能行業(yè)國(guó)際研發(fā)合作水平。

2）拓展風(fēng)能行業(yè)創(chuàng)新內(nèi)容的覆蓋面。歐盟風(fēng)能技術(shù)研究的9個(gè)聚類(lèi)主題資助范圍廣泛、項(xiàng)目類(lèi)型豐富，為國(guó)內(nèi)開(kāi)展研究項(xiàng)目策劃提供了良好的參照系，特別是在風(fēng)電ICT類(lèi)技術(shù)、海洋風(fēng)電系統(tǒng)等方面，要整合學(xué)術(shù)界與工業(yè)界各方的資源優(yōu)勢(shì)，在核心領(lǐng)域集中力量開(kāi)展重大科研攻關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)趕超，實(shí)現(xiàn)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)升級(jí)換代。

3）激發(fā)中小企業(yè)創(chuàng)新活力。歐盟風(fēng)能研究正大力向智慧化、深遠(yuǎn)海發(fā)展，歐盟創(chuàng)新生態(tài)圈形成了以少數(shù)核心研究機(jī)構(gòu)為中心，大量中小企業(yè)以ICT、仿真、新概念機(jī)型等前沿技術(shù)參與其中的活躍生態(tài)。為此，以國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)為中心，激發(fā)國(guó)內(nèi)中小企業(yè)創(chuàng)新活力，促進(jìn)市場(chǎng)前沿與技術(shù)前沿的互動(dòng)，將有助于推動(dòng)國(guó)內(nèi)風(fēng)能行業(yè)技術(shù)快速迭代升級(jí)。