風力發(fā)電設備制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、、風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1 .世界風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)全球風能理事會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2008 年底，世界風電總裝機容量達到 12079萬千瓦，這意味著每年發(fā)電 2600 億千瓦時，減少二氧化碳排放 1.58 億噸?？傃b機容量排在前五位的國家依次是美國、德國、 西班牙、中國和印度， 他們的裝機容量總和占世界裝機容量的 72.6% ，即 8768 萬千瓦。美國的累計裝機容量達到 2517 萬千瓦，占世界裝機總量的 20.8 ，超過德國，成為世界第一。2008 年，全球新增裝機容量2706 萬千瓦，新增裝機容量排在前五位的國家是美國、中國、印度、德國和西班牙。中國在2008 年世界新增裝機容量

2、中所占比例為23%。2 . 中國風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀自 1986 年建設山東榮成第一個示范風電場至今， 經(jīng)過近 23 年的努力， 風電場裝機規(guī)模不斷擴大。根據(jù)中國風能協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2008 年底，全國累計安裝風電機組 11600 多臺，裝機規(guī)模約 1215.3 萬千瓦，裝機增長率為106%。裝機分布在24 個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)），比2008 年增加了重慶、江西和云南三個省市。累計裝機容量排名前五位的省依次是內(nèi)蒙古、遼寧、河北、吉林和黑龍江。在累計裝機中，中國內(nèi)資與合資企業(yè)產(chǎn)品占61.8% ，金風科技的份額最大，占累計總裝機的12.8%21.6%。外資企業(yè)產(chǎn)品占 38.2%,西班牙歌美颯（G

3、amesa的份額最大，占累計總裝機的上翱電氣運達3. 734Gam且&且8. 14«觥關關迅能上顓電.2. QGM No r des 乙門，運達Vestas3. 6OT東汽16.陽¥NordeaSu Z1 OIL常跑新昌 北變箕他 d $0K京直 iOr.£i«Vestas11.匚以mewn12硒2. 72«甯全新替Suzi on.化重21 .立孤華銳會刊Game e a運達航天安迅能GE湘電常牽新譽東汽Vest as上海電氣明陽Nordex Suzi on灌其他金風華豌Gmwe總之東汽GESuzi onB Hordes航天安迅能上海電

4、氣 湘電常革新譽北童蹉運明其2008年新噌蓑機市堀份額行年累計裝機市場份額2008年內(nèi)資（合資）企業(yè)新增裝機容量排名前十位的依次是華銳、金風、東汽、運達、上海電氣、明陽、航天安迅能、湘電、常牽新譽和北重。前三位華銳、金風和東汽的新增裝機容量總和約為359萬千瓦，占2008年新增裝機比例為 57.43%。2. 31%骯天安迅能 乙4Q4 明歸_2 ?則一數(shù)據(jù)來源：中國風能協(xié)會二、風力發(fā)電機1 .風力發(fā)電機的組成風力發(fā)電機主要部件有葉片、齒輪箱、發(fā)電機、控制系統(tǒng)、變流器、塔架、偏航系統(tǒng)、輪轂、變槳系統(tǒng)和主軸等幾部分組成。風力發(fā)電機組中各部分零部件占總裝機成本的比例如表1所示。表1:風力發(fā)電機組中各

5、部分零部件占總裝機成本的比例，件名稱占總成本比例部件名稱占總成本比例部件名稱占總成本比例23.3%塔筒18.9%齒輪箱16.2%變流器7.3%控制器5.0%變槳系統(tǒng)3.9%變壓器3.59%發(fā)電機3.4%輪轂3.0%機架2.8%主軸2.2%偏航2.0%，艙罩1.9%熱交換系統(tǒng)1.3%軸承1.22%螺栓1.04%電纜0.96%制動系統(tǒng)0.6%2 .風力發(fā)電機的分類和技術特點根據(jù)葉輪驅動發(fā)電機的方式，風力發(fā)電機組有三個類型：第一種為雙饋式， 即葉輪輪轂通過多級齒輪增速箱驅動雙饋異步發(fā)電機；第二種為直驅式，由葉輪直接驅動多極同步發(fā)電機；第三種為半直驅式，由葉輪通過單級增速裝置驅動多極同步發(fā)電機，是直驅

6、式和傳統(tǒng)型風力發(fā)電機的混合。雙饋式風力發(fā)電機組的特點是采用了多級齒輪箱驅動有刷雙饋式異步發(fā)電機。它的發(fā)電機的轉速高，轉矩小，重量輕，體積小，變流器容量小，但齒輪箱的運行維護成本高且存在機械運行 損耗。直驅式風力發(fā)電機組在傳動鏈中省掉了齒輪箱，將風輪與低速同步發(fā)電機直接連接，然后通過變流器全變流上網(wǎng)，降低了機械故障的概率和定期維護的成本，同時提高了風電轉換效率和運行可靠性，但是電機體積大、 價格高。根據(jù)勵磁方式的不同， 這種低速同步發(fā)電機可分為永磁式、 電勵磁和混合勵磁式三類。半直驅式風力發(fā)電機組也要求全功率逆變器?，F(xiàn)多采用一級增速加雙饋異步發(fā)電機或永磁同步發(fā)電機，一般均為中速機。這種機組與直驅

7、式比較減小了發(fā)電機的體積，與雙饋式比較減小了齒輪箱的體積、降低齒輪箱的制造成本和運行維護成本。圖1:清能華福1.5MW變流器在風電場并網(wǎng)目前應用最廣泛的風力發(fā)電機組為雙饋異步式風力發(fā)電機和永磁直驅同步風力發(fā)電機。表2是對這兩個機型的比較。表2:雙饋異步式風力發(fā)電機和永磁直驅同步風力發(fā)電機的比較雙饋式風電機組永磁直驅式風電機組結構有齒輪箱，維護成本高無齒輪箱，機組機械結構簡單變流器容量全功率的1/3全功率逆變電機造價/尺寸/ 重量低/小/輕高/大/重電機滑環(huán)一般每一年更換滑環(huán)一次無滑環(huán)電網(wǎng)電壓突然降 低的影響電機端電流迅速升高，電機扭 矩迅速增大電流維持穩(wěn)定，扭矩保持不便控制控制回路多，控制復雜

8、些，但 控制靈活控制回路少，控制簡單電機種類勵磁永磁，設計時要考慮永磁體退磁問 題三、1.5MW雙饋異步風力發(fā)電機變流器1 .變流器的系統(tǒng)構成雙饋異步風力發(fā)電機變流器由主電路系統(tǒng)、配電路系統(tǒng)及控制系統(tǒng)構成(1)主回路轉子側逆變器(Rotor Inverter)直流母線單元(DC Bus)電網(wǎng)側整流器(Grid Rectifier)(2)配電系統(tǒng)及控制系統(tǒng)配電系統(tǒng)由并網(wǎng)接觸器、主斷路器、繼電器、變壓器等組成，自身集成有并網(wǎng)控制系統(tǒng)，用戶無須再配置并網(wǎng)柜，提高了系統(tǒng)集成度，節(jié)約了機艙空間，柜中還提供供調(diào)試的220V電源?？刂破饔筛咚贁?shù)字信號處理器(DSP 、人機操彳界面和 PLC共同構成。整個控制

9、系統(tǒng)配備UP§便于電壓跌落時系統(tǒng)具有不間斷運行能力萩f刈運之老 宜譯3線- U. i聞中泣蕓芟溫輟主回路椎圖1.5MW2 .以清能華福自主研制的QHVERT-DFIG型1.5MW雙饋異步風電機變流器(以下簡稱變流器)為例(1) 1.5MW變流器的系統(tǒng)功能和技術特征QHVERT-DFI鹿流器采用了擁有自主知識產(chǎn)權的“基于雙DSP的全數(shù)字化矢量控制策略”的核心技術，采用該技術可以優(yōu)化風力發(fā)電系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)寬風速范圍內(nèi)的變速恒頻發(fā)電，改善風機效率和傳輸鏈的工作狀況，減少發(fā)電機損耗，提高運行效率，提升風能利用率。QHVERT-DFI度流器具有以下一些特點：優(yōu)異的控制性能；完備的保護功能；良好的電網(wǎng)適應能力；具備高可靠性，適應高低溫、高海拔等惡劣地區(qū)運行；提供多種通信接口，如Profibus, CANopen 等(可根據(jù)用戶要求擴展)，用戶可通過這些接口方便的實現(xiàn)變流器與系統(tǒng)控制器及風場遠程監(jiān)控系統(tǒng)的集成控制。模塊化設計，組合式結構，安裝