并网型风电机技术发展趋势0高压管

并网型风电机技术发展趋势

并网型风电机技术发展趋势 2011年12月04日 来源： 近年来世界风力发电发展十分迅速，每年其容量以30%的速度递增。1998年世界风力发电装机容量为9839MW，比1997年增加了29.6%。1999年4月世界风力发电装机容量已突破了10000MW。目前世界市场上风电机主要的调节技术有：定桨距调节风电机技术，变桨距调节风电机技术，主动定桨距调节技术，变速恒频四种。由于陆上风电机受运输、安装等条件限制，单机容量2MW是风电机发展的极限，这主要是因为风电机容量达到2MW后，桨叶长度将达60-70m，陆上运输极为困难，安装用的吊车容量将超过1200-1400t。这种容量的吊车，除了在欧美等发达地区外，其余地区基本没有。同时，在西欧等发达地区，人口较稠密，安装风电机的地点受到较大限制，人们将大力发展海上风电场。目前，我国仅掌握定桨距失速调节型风电机技术，这类风电机的容量可以扩大到750kW，另外三种技术均没有涉及。我国风电机技术开发仍处于较低水平。近年来世界风电机发展十分迅速，每年其容量以30%的速度递增。据最新统计资料，1998年全世界风电机装机容量为9839MW，比1997年的7588MW增加29.6%。1999年4月全世界风电机装机容量已突破10000MW目前世界市场上风电机主要的调节技术1.1 家桨距调节风电机技术（Stallregulation）这种技术就是所谓的典型丹麦风电技术的核心，其基本原理是利用桨叶翼型本身的失速特性。其优点是：调节简单可靠，控制也可大大简化；其缺点为：桨叶、轮毂、塔架等主要受力部件的受力增大。现在国际上600kW以F的机组，大部分仍在使用该项技术，如MFG-MICON、BONUS、NORDEX等著名厂商都采用该项技术。1.2 变桨距调节风电机技术（Pitchregulation）主要代表为Vestas。变桨距调节的主要优点为：桨叶受力较小，桨叶可以做得比较轻巧，风电机的结构部件都可以做得比较轻巧；其缺点为：结构复杂。1.3 主动定桨距调节技术（Activestallregulation）这种调节方法是前述二种方法的组合。目前，国际上几大风电机制造商，如MFGMICON、BONUS等，在大于600kW风电机上均采用此种技术。这种调节方法的主要好处是：具有定桨距调节方法的特性，输出功率变化较小、轮平稳。1.4 变速恒频（Viarablespeed）这种调节方式从理论上说是最优化的调节方式。目前使用这种技术的制造商主要是德国的Enercon、荷兰的Largeway。这种调节方法可以在输出功率低于额定功率之前使效率达到最高。但当输出功率大于额定功率，即风速大于额定风速后，其调节方式与变桨距方式相同。恒频装置价格昂贵，是这种技术只在德国大量使用，而其它国家很少采用的原因。2 当前世界风电机技术发展的主要趋势由于陆上风电机受运输、安装等条件的限制，单机容量2MW是风电机发展的极限，这主要是因为风电机容量达到2MW后，桨叶长度将达到60-70m，陆上运输极为困难，安装用的吊车容量将超过1200-1400t。这种容量的吊车，除了在欧美等发达地区（也仅有有限的几台）外，其余地区基本没有。同时，在西欧等发达地区，人口较稠密，安装风电机的地点受到较大的限制，人们很自然地把眼光放在海上风电场。为了适应海上风电场的发展，欧盟于1999年6月在阿姆斯特丹发布2000-2010年能源白皮书，其中将开发3-5MW容量等级的风电机作为工作重点之一。欧洲许多大学、研究所、制造厂商纷纷推出各种新型海上风电机概念，其中最受广泛注意的是综合以下技术的风电机：3桨叶，下风向；无变速箱；多极发电机与风轮直联；翼型塔架（对风系塔架）；调向系统在塔架底部；变速恒频等。3-5MW海上风电机的主要特点为：运输问题可以通过海上直接运输（制造厂设在海边），安装时可以通过大容量海上浮吊来解决。海上浮吊的容量大，超过1500t的浮吊比较普遍。通常，陆上风电场的成本构成为：风电机约占70%，基础设施（基础电网、道路等）约占30%。而海上风电场的成本构成为风电机约占30%，基础设施（基础、海底电缆等）约占70%。但海上风电场由于风力资源好，每年发电量可比陆上风电场高出50%。同时，大容量的海上风电机由于采用上述新技术，其成本下降，运行可靠性增加，运行成本降低，这样就可以做到发电成本等于或低于陆上风电场。3我国当前风电机技术发展现状及差距我国当前风电机技术开发现状为：具有自主知识产权的200kW／250kW风电机在国家科技部的支持下已开发成功。该机组的开发成功，标志着定桨距失速调节型风电机在技术上获得成功。这种类型风电机的容量可以扩大到750kW。除此之外，新疆风能总公司引进德国Jacobs600kW技术（也是定桨距失速调节型），正在进行部件国产化工作。第一批2台，国产化率达到40%（包括塔架、机舱），正在进行发电机、齿轮箱、控制器的国产化工作。两家合资公司（西航发-Nordex和洛拖-MADE）正在引进300kW／600kW风电机技术，都是定桨距失速调节的风电机。我国在80年代中期曾开发过变距调节的20kW、30kW、40kW和50kW风电机。由于当时我国机械基础水平和调节控制水平较低，开发出来的机组可靠性差，尤其是变距系统故障率高，机组常发生故障，到80年末基本上都停运，没有形成产业化。4结束语我国风电机技术开发仍处于较低的水平。目前世界上流行的几种风电机技术，我国只掌握了一种。另外三种技术，即主动失速调节、变桨距调节和变速恒频调节均没有涉及，更不用说容量达到3-5MW的海上风电机了。从当前世界发展趋势来看，容量小于750kW的风电机尚可使用定桨距失速调节技术，容量大于750kW的风电机大多采用主动失速调节、变桨距调节和变速恒频调节技术。因此，我国在“十五”期间应开展这些技术的攻关。(end)

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