我國并網(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)展及趨勢縱觀世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)實和前沿技術(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：1.1水平軸風(fēng)電機組技術(shù)成為主流水平軸風(fēng)電機組技術(shù)，因其具有風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)軸較短，在大型風(fēng)電機組上顯出經(jīng)濟性等優(yōu)點，使水平軸風(fēng)電機組成為世界風(fēng)電發(fā)展的主流機型，并占到95%以上的市場份額。同期發(fā)展的垂直軸風(fēng)電機組因轉(zhuǎn)軸過長、風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不高，起動、停機和變槳困難等問題，H前市場份額很小、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)電機可以置于風(fēng)輪下方或地面等優(yōu)點，近年來，國際上相關(guān)研究和開

2、發(fā)也在不斷進行并取得一定進展。1.2風(fēng)電機組單機容量持續(xù)增大近年來，世界風(fēng)電市場屮風(fēng)電機組的單機容量持續(xù)增大，隨著單機容量不斷增大和利效率提高，世界上主流機型已經(jīng)從2000年的500-1000kW增加到2008年的2^-3MW,近年來，海上風(fēng)電場的開發(fā)進一步加快了大容量風(fēng)電機組的發(fā)展，2008年底世界上已運行的最大風(fēng)電機組單機容量己達到6MW,風(fēng)輪直徑達到127m.H前，己經(jīng)開始8-10MW風(fēng)電機組的設(shè)計和制造。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，近年在大型風(fēng)電機組上得到了廣泛應(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)電機組開發(fā)制造廠商開始使用變速恒頻技術(shù)，并開發(fā)出了變槳變速風(fēng)電機組，使得在風(fēng)能轉(zhuǎn)換上有了進一步完善和提高。2007年，在全球所安裝的風(fēng)電機組屮有92%的風(fēng)電機組采用了變槳變速方式，而且比例還在逐漸上升。我國2008年安裝的兆瓦級風(fēng)電機組屮，也都是變槳距機組。2MW以上的風(fēng)電機組人多采用三個獨立的屯控調(diào)槳機構(gòu)，通過三組變速發(fā)電機和減速箱對槳葉分別進行閉環(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)電機組，在國際風(fēng)電市場屮所占的份額最大。德國Repower公司利用該技術(shù)開發(fā)的機組單機容量己經(jīng)達到5MW.西門子公司、德國Nordex公司、西班牙Gamesa公司、美國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)電機組，2008年新增風(fēng)電機組屮，雙饋異步發(fā)電型變速風(fēng)電機組仍然占80%以丄。H前，歐洲正在開發(fā)10MW的雙饋杲步發(fā)電型變速恒頻風(fēng)電機組。1.5直馭式、全功率變流技術(shù)得到迅速發(fā)展無齒輪箱的直騾方式能有效地減少由丁?齒輪箱問題而造成的機組故障

5、，可有效提高系統(tǒng)的運行可靠性和壽命，減少維護成本，因而得到了市場的青睞。采用無齒輪箱系統(tǒng)的徳國Enercon公司在2007年仍然是徳國、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。西門子公司已經(jīng)在丹麥的西部安裝了兩臺3.6阪的直驅(qū)式風(fēng)電機組，這兩臺風(fēng)力機正處于試運行階段。其他主要制造企業(yè)也在積極開發(fā)研制直驅(qū)風(fēng)電機組。我國新強金風(fēng)科技有限公司與徳國Vensys公司合作研制的1.5MW直騾式風(fēng)電機組，己有數(shù)百臺安裝在風(fēng)電場。2007年新增風(fēng)電機組屮，直驅(qū)式風(fēng)電機組已占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)電機的調(diào)速范圍擴展到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)對低電壓穿越技術(shù)有很好H簡單的解決方案，對下一步發(fā)展占據(jù)了優(yōu)勢。與此同吋，半直驅(qū)式風(fēng)電機組也開始出現(xiàn)在世界風(fēng)電市場上。在軸承支撐方式上，單個冋轉(zhuǎn)支承軸承代替主軸和兩軸承成為某些2MW以上機組的選擇，如：富蘭德的2.5MW風(fēng)機，這說明無主軸系統(tǒng)正在成為歐洲風(fēng)電機組發(fā)展的一個新動向。1.6人型風(fēng)電機組關(guān)鍵部件的性能口益提高隨著風(fēng)電機組的單機容量不斷

7、增大，各部件的性能指標都有了提商，國外己研發(fā)出3000=12000V的風(fēng)力發(fā)電專用高壓發(fā)電機，使發(fā)電機效率進一步提高；高壓三電平變流器的應(yīng)用大大減少了功率器件的損耗，使逆變效率達到98%以上;某些公司還對槳葉及變槳距系統(tǒng)進行了優(yōu)化，如德國ENERCON公司在改進槳葉后使葉片的飾值達到了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、鑄鍛件有向我國轉(zhuǎn)移的趨勢。1.7智能化控制技術(shù)的應(yīng)用加速提高了風(fēng)電機組的可靠性和壽命鑒于風(fēng)電機組的極限

8、載荷和疲勞載荷是影響風(fēng)電機組及部件可靠性和壽命的主要因素之一，近年來，風(fēng)電機組制造廠家與有關(guān)研究部門積極研究風(fēng)電機組的最優(yōu)運行和控制規(guī)律，通過采用智能化控制技術(shù)，與整機設(shè)計技術(shù)結(jié)合，努力減少和避免風(fēng)電機組運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)展趨勢隨著風(fēng)電機組尺寸的增大，葉片的長度也變得更長，為了使葉片的尖部不與塔架相碰，設(shè)計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，