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我国大型风电机组的将来开展趋向
作者:管理员    发布于:2019-07-13 16:38   文字:【】【】【
  纵观中国风电产业技术理想和前沿技术的开展,目前全国风电制造技术开展主要呈现如下特性:
  1、产业集中是总的趋向
  2012年,全国累计装机容量前十名制造商的容量比例之和曾经到达83.2%,新增装机容量前十名制造商的容量比例之和曾经到达81.2%。全国排名前十五位的风电机组制造企业占领了全国新增装机94.2%的市场份额。2012年,金风科技、华锐风电、国电结合动力、广东明阳和湘电风能这前5家企业,就占领了国内新增装机60%以上的市场份额。能够看出:全国风电设备市场由十多家大型风电机组制造企业控制或垄断的场面依然没有明显变化。
  近几年,风电设备制造企业之间的兼并、重组、收买愈演愈烈。例如:金风科技收买了德国Vensys公司;湘电股份1000万欧元收买荷兰达尔文公司;中复连众收买了德国NOI公司;中航惠腾2009年收买了CTC叶片公司。此外,上海电气与西门子完成战略协作,大唐集团与华创风能完成战略重组,华创风能正式并入大唐集团序列。国内各大风电制造公司完成了产业规划,在主要市场集中地都树立了消费基地,一个大公司相当于多个公司的集成。
我国大型风电机组的将来开展趋向
  2、程度轴风电机组技术依然是主流
  程度轴风电机组技术,因其具有风能转换效率高、转轴较短,在大型风电机组上更显出经济性等优点,使程度轴风电机组依然是国内大型风电机组开展的主流机型,并占到100%以上的市场份额。近期开展的大型垂直轴风电机组因具有全风向对风、变速安装及发电机能够置于风轮下方或空中等优点,近年来,相关研讨和开发也在不时停止并获得一定停顿,单机实验示范正在停止,但是还没有机组产品在风电场批量应用。
  3、风电机组单机容量持续增大
  近年来,国内风电市场中风电机组的单机容量持续增大,随着单机容量不时增大和应用效率进步,国内主流机型曾经从2005年的750kW-850kW增加到2013年的1.5-2.5MW。
  同样,国内风电市场中风电机组的单机容量也持续增大。2012年新装置的机组的均匀单机容量到达了1.65MW,而2013年新装置的机组的均匀单机容量曾经到达了1.73MW。2013年我国风电场装置的最大风电机组为6MW。
  近年来,海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的开展,我国华锐风电的3MW海上风电机组曾经在海上风电场批量应用。3.6MW,4MW、5MW,5.5MW和6MW海上风电机组曾经陆续下线并投入试运转。目前,华锐、金风、上海电气、结合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机、广东明阳和太原重工等公司都曾经研制出5MW至6MW的大容量海上风电机组产品,为大范围开发海上风电积极做好准备。
  4、变桨变速功率调理技术得到普遍采用
  由于变桨距功率调理方式具有载荷控制平稳、平安和高效等优点,近年在大型风电机组上得到了普遍采用。分离变桨距技术的应用以及电力电子技术的开展,大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术,并开发出了变桨变速风电机组,在风能转换效率上有了进一步完善和进步。2012年,在全国装置的风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。2MW以上的风电机组大多采用三个独立的电控调桨机构,经过三组变速电机和减速箱对桨叶分别停止闭环控制。
  5、双馈异步发电技术仍占主导位置
  外资企业丹麦Vestas公司、西班牙Gamesa公司、美国GE风能公司、印度Suzlon公司以及Nordex公司等都在消费双馈异步发电型变速风电机组。
  我国内资企业华锐风电、东方气轮机、国电结合动力、广东明阳、上海电气和重庆海装等企业也在消费双馈异步发电机变速恒频风电机组。2013年我国新增风电机组中,双馈异步发电型变速风电机组约占69%的比例。目前,我国华锐风电研发的3MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组曾经在海上风电场批量投入应用,6MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组曾经试运转。国电结合动力6MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组曾经装置实验。
  6、直驱式风电技术得到疾速开展
  无齿轮箱的直驱方式能有效地减少由于齿轮箱问题而形成的机组毛病,可有效进步系统运转的牢靠性和寿命,减少风电场维护本钱,因此逐渐得到了市场的喜爱。我国新疆金风科技有限公司与德国Vensys公司协作研制的1.5MW直驱式风电机组,已有上千台装置在风电场。金风科技有限公司研制的2.5MW直驱式风电机组曾经批量投放国内外市场。
  金风科技在2011年、2012年和2013年连续成为我国风电市场的第一大供给商。同时,我国湘电公司的2MW直驱风电机组也已大批量进入市场,5MW直驱风电机组也已装置运转。其他如:华创风能、
  7、各种全功率变流风电机组得到应用
  随同着直驱永磁式风电机组的增加以及高速齿轮箱配高速永磁风电机组的呈现,全功率变流技术得到了普遍开展和应用。应用全功率变流的并网技术,使风轮和发电机的调速范围扩展到0至150%的额定转速,全功率变流技术对低电压穿越有简单先进的处理计划,可进步机组的风能应用范围。近年由于全功率变流技术的成熟,局部企业选择了同步发电机或鼠笼发电机搭配齿轮箱和全功率变流器的传动链方式,主要分为两类,一类是在1000kW以下的机组中,采用了电励磁同步电机搭配全功率变流器的方式,如海装、长星风电和久和能源的850kW机组和航天万源的900kW的机组,另外一类为永磁同步电机或鼠笼电机搭配齿轮箱和全功率变流器,主要应用在2.5MW及以上机型中,一些企业选择了永磁同步电机或鼠笼电机搭配齿转箱和全功率变流器的传动链方式,比方金风的3MW机组、明阳的3MW超紧凑机组和南车的2.5MW机组,国际厂商的机型如Vestas的V112、西门子的SWT-3.6-120和Gamesa的G10X-4.5等机组;上述全功率变流风电机组也代表了今后的开展趋向。
  8、低风速地域风电设备研发获得停顿
  针对我国大多数地域处于低风速区的实践状况,国内企业经过技术创新,研发出针对性的风电机组产品及处理计划,最为明显的特征为风轮叶片更长、塔架更高,捕获的风能资源更多。以1.5MW风电机组为例,2012年新增机组中,60%以上为风轮直径86米及以上的风电机组,有的1.5MW机组以至采用了直径93米以上的风轮。国内提供1.5MW风电机组的30余家企业之中,已有10多家具备了直径90米以上风轮机型的供给才能。2MW低速风电机组的风轮直径到达115米以上,金风公司2.5MW低速风电机组的风轮直径以至到达了121米。这些低速风电机组在我国南部省份的分散式风电场中发挥较好的作用。
  9、大型风电机组关键部件的性能日益进步
  我国在大型风电机组关键部件方面也获得明显进步,如南京高速齿轮箱厂、重庆齿轮箱厂、大连重工减速机厂、杭州行进齿轮箱厂和德阳二重等主要齿轮箱制造企业消费的大型风电机组齿轮箱,供货才能充足,质量已有明显进步;中材科技、中复连众、保定惠腾、等叶片制造企业供货才能充足,质量已有明显进步,国内已能消费长达48.8m,与3兆瓦风电机组配套的大尺寸叶片,与6MW风电机组配套的叶片也曾经下线;永济电机厂、湘潭电机、南车电机等消费的发电机等产品批量大,质量有很大进步。从2013年上海第八届风能展的状况看,我国风电设备的产业链曾经构成,为今后的快速开展奠定了稳定的根底。我国在某些根底构造件、铸锻件等范畴曾经具有优势,不只能满足国内市场需求,而且曾经向国际市场供货。
  10、叶片技术开展趋向
  随着风电机组尺寸的增大,叶片的长度也变得更长,为了使叶片的尖部不与塔架相碰,设计的主要思绪是增加叶片的刚度。为了减少重力和坚持频率,则需求降低叶片的重量。好的疲倦特性和好的减振构造有助于保证叶片长期的工作寿命。
  额外的叶片情况检测设备将被开发出来并装置在风电机组上,以便在叶片构造中的裂纹开展成致命损坏之前或风电机组整机损坏之前警示操作者。关于陆上风电机组来说,不久这种检测设备就会成为必备品。
  为了增加叶片的个刚度并避免它由于弯曲而碰到塔架,在长度大于50米的叶片上将普遍运用强化碳纤维资料。
  为了便当兆瓦级叶片的道路运输,某些公司曾经研讨把叶片制造成两段的技术。例如使叶片由内、外两段叶片组成,靠近叶根的内段由钢制造,外包玻璃钢壳体构成气动外形外表。
  11、风电场建立和运营的技术程度日益进步
  随着投资者对风电场建立前期评价工作和建成后运转质量的越来越高的请求,国外曾经针对风资源的测试与评价开发出了许多先进测试设备和评价软件。在风电场选址,特变是选址方面曾经开发了商业化的应用软件。在风电机组规划及电力输配电系统的设计上也开发出了成熟软件。国外还对风电继续微风电场的短期及长期发电量预测做了很多研讨,获得了严重进步,预测精准度可达90%以上。
  12、恶劣气候环境下的风电机组牢靠性得到注重
  由于中国的北方具有沙尘暴、低温、冰雪、雷暴。东南沿海具有台风、盐雾,西南地域具有高海拔等恶劣气候特性,恶劣气候环境已对风电机组形成很大影响,包括增加维护工作量,减少发电量,严重时还招致风电机组损坏。因而,在风电机组设计和运转时,必需具有一定的防备措施,以进步风电机组抗恶劣气候环境的才能,减少损失。因而,近年来中国的风电机组研发单位在防风沙、抗低温、防雷击、抗台风、防盐雾等方面着手开发了顺应恶劣气候环境下的风电机组,以确保风电机组在恶劣气候环境下的风电场可以牢靠运转,进步发电量。
  13、海上风电技术成为重要开展方向
  在我国,随着海上风电场规划范围的不时扩展,各主要风电机组整机制造厂都积极投入大功率海上风电机组的研制工作。华锐率先推出3MW海上风电机组,并在上海东海大桥海上风电场批量投入并网运转。华锐公司江苏盐城海上风电机组研发基地制造的6MW海上风电机组,已于2011年10月在江苏射阳县临港产业区完成首台机组的吊装。金风公司在江苏大丰县建立海上风电机组研发基地研制的6MW直驱式海上风电机组曾经下线。湖南湘电收买了荷兰达尔文公司,协作研发的5MW海上直驱永磁风电机组曾经投入试运转。重庆海装在国度科技部支持下,成立了“海上风力发电工程技术研发中心”,构成了全套产业链的整合,完成了5MW海上风电机组的研发。国电结合动力研制的6MW海上风电机组曾经装置试运转。明阳风电、上海电气、东方汽轮机、南车株洲电力、浙江华仪等都在全力研制大型海上风电机组。
  到2020年底,全国规划建立总容量达3000万千瓦海上风电场。将来风能技术更新开展的驱动力主要来自蓬勃崛起的近海风电场建立,这一开展趋向曾经不可逆转。