我國(guó)并網(wǎng)型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略.doc

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1、全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)縱觀世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)實(shí)和前沿技術(shù)的發(fā)展，H前全球風(fēng)電制造技術(shù)發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：1.1水平軸風(fēng)電機(jī)組技術(shù)成為主流水平軸風(fēng)電機(jī)組技術(shù)，因其具有風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)軸較短，在大型風(fēng)電機(jī)組上顯出經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，使水平軸風(fēng)電機(jī)組成為世界風(fēng)電發(fā)展的主流機(jī)型，并占到95%以上的市場(chǎng)份額。同期發(fā)展的垂直軸風(fēng)電機(jī)組因轉(zhuǎn)軸過(guò)長(zhǎng)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不高，起動(dòng)、停機(jī)和變槳困難等問(wèn)題，H前市場(chǎng)份額很小、應(yīng)用數(shù)量有限，但由于其全風(fēng)向?qū)︼L(fēng)、變速裝置及發(fā)電機(jī)可以置于風(fēng)輪下方或地面等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，國(guó)際上相關(guān)研究和開(kāi)

2、發(fā)也在不斷進(jìn)行并取得一定進(jìn)展。1.2風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量持續(xù)增大近年來(lái)，世界風(fēng)電市場(chǎng)屮風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量持續(xù)增大，隨著單機(jī)容量不斷增大和利效率提高，世界上主流機(jī)型已經(jīng)從2000年的500-1000kW增加到2008年的2^-3MW,近年來(lái)，海上風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步加快了大容量風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展，2008年底世界上已運(yùn)行的最大風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量己達(dá)到6MW,風(fēng)輪直徑達(dá)到127m.H前，己經(jīng)開(kāi)始8-10MW風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造。1.3變槳變速功率調(diào)節(jié)技術(shù)得到廣泛采用由于變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)

3、點(diǎn)，近年在大型風(fēng)電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。結(jié)合變槳距技術(shù)的應(yīng)用以及電力電子技術(shù)的發(fā)展,大多風(fēng)電機(jī)組開(kāi)發(fā)制造廠商開(kāi)始使用變速恒頻技術(shù)，并開(kāi)發(fā)出了變槳變速風(fēng)電機(jī)組，使得在風(fēng)能轉(zhuǎn)換上有了進(jìn)一步完善和提高。2007年，在全球所安裝的風(fēng)電機(jī)組屮有92%的風(fēng)電機(jī)組采用了變槳變速方式，而且比例還在逐漸上升。我國(guó)2008年安裝的兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組屮，也都是變槳距機(jī)組。2MW以上的風(fēng)電機(jī)組人多采用三個(gè)獨(dú)立的屯控調(diào)槳機(jī)構(gòu)，通過(guò)三組變速發(fā)電機(jī)和減速箱對(duì)槳葉分別進(jìn)行閉環(huán)控制。1.4雙饋異步發(fā)電技術(shù)己占主導(dǎo)地位以Vestas公司的V8

4、0,V90為代表的雙饋異步發(fā)電型變速風(fēng)電機(jī)組，在國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)屮所占的份額最大。德國(guó)Repower公司利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)的機(jī)組單機(jī)容量己經(jīng)達(dá)到5MW.西門(mén)子公司、德國(guó)Nordex公司、西班牙Gamesa公司、美國(guó)GE風(fēng)能公司和印度Suzlon公司都在牛產(chǎn)雙饋異步發(fā)電型變速風(fēng)電機(jī)組，2008年新增風(fēng)電機(jī)組屮，雙饋異步發(fā)電型變速風(fēng)電機(jī)組仍然占80%以丄。H前，歐洲正在開(kāi)發(fā)10MW的雙饋杲步發(fā)電型變速恒頻風(fēng)電機(jī)組。1.5直馭式、全功率變流技術(shù)得到迅速發(fā)展無(wú)齒輪箱的直騾方式能有效地減少由丁?齒輪箱問(wèn)題而造成的機(jī)組故障

5、，可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和壽命，減少維護(hù)成本，因而得到了市場(chǎng)的青睞。采用無(wú)齒輪箱系統(tǒng)的徳國(guó)Enercon公司在2007年仍然是徳國(guó)、葡萄牙風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的第一大供應(yīng)商和卬度風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的第二大供應(yīng)商。西門(mén)子公司已經(jīng)在丹麥的西部安裝了兩臺(tái)3.6阪的直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組，這兩臺(tái)風(fēng)力機(jī)正處于試運(yùn)行階段。其他主要制造企業(yè)也在積極開(kāi)發(fā)研制直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組。我國(guó)新強(qiáng)金風(fēng)科技有限公司與徳國(guó)Vensys公司合作研制的1.5MW直騾式風(fēng)電機(jī)組，己有數(shù)百臺(tái)安裝在風(fēng)電場(chǎng)。2007年新增風(fēng)電機(jī)組屮，直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組已占15%。伴隨著直驅(qū)式風(fēng)電系

6、統(tǒng)的出現(xiàn)，全功率變流技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。應(yīng)用全功率變流的并網(wǎng)技術(shù)，使風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)的調(diào)速范圍擴(kuò)展到0-150%的額定轉(zhuǎn)速，提高了風(fēng)能的利用范圍。由于全功率變流技術(shù)對(duì)低電壓穿越技術(shù)有很好H簡(jiǎn)單的解決方案，對(duì)下一步發(fā)展占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。與此同吋，半直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組也開(kāi)始出現(xiàn)在世界風(fēng)電市場(chǎng)上。在軸承支撐方式上，單個(gè)冋轉(zhuǎn)支承軸承代替主軸和兩軸承成為某些2MW以上機(jī)組的選擇，如：富蘭德的2.5MW風(fēng)機(jī)，這說(shuō)明無(wú)主軸系統(tǒng)正在成為歐洲風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。1.6人型風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件的性能口益提高隨著風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷

7、增大，各部件的性能指標(biāo)都有了提商，國(guó)外己研發(fā)出3000=12000V的風(fēng)力發(fā)電專(zhuān)用高壓發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)效率進(jìn)一步提高；高壓三電平變流器的應(yīng)用大大減少了功率器件的損耗，使逆變效率達(dá)到98%以上;某些公司還對(duì)槳葉及變槳距系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，如德國(guó)ENERCON公司在改進(jìn)槳葉后使葉片的飾值達(dá)到了0.5以上。從2007年胡蘇姆風(fēng)能展的情況看，歐洲風(fēng)電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈己經(jīng)形成，為今后的快速發(fā)展莫定了基礎(chǔ)。某些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件、鑄鍛件有向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。1.7智能化控制技術(shù)的應(yīng)用加速提高了風(fēng)電機(jī)組的可靠性和壽命鑒于風(fēng)電機(jī)組的極限

8、載荷和疲勞載荷是影響風(fēng)電機(jī)組及部件可靠性和壽命的主要因素之一，近年來(lái)，風(fēng)電機(jī)組制造廠家與有關(guān)研究部門(mén)積極研究風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)運(yùn)行和控制規(guī)律，通過(guò)采用智能化控制技術(shù)，與整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合，努力減少和避免風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行在極限載荷和疲勞載荷，并逐步成為風(fēng)電控制技術(shù)的主要發(fā)展方向。1.8葉片技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著風(fēng)電機(jī)組尺寸的增大，葉片的長(zhǎng)度也變得更長(zhǎng)，為了使葉片的尖部不與塔架相碰，設(shè)計(jì)的主要思路是增加葉片的剛度。為了減少重力和保持頻率，則需要降低葉片的重量，