風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

風(fēng)電發(fā)展情況據(jù)世界氣象組織（WMO）和中國氣象局氣象科學(xué)研究院分析，地球上可利用的風(fēng)能資源為200億kW，是地球上可利用水能的20倍。中國陸地10m高度層可利用的風(fēng)能為2.53億kW，海上可利用的風(fēng)能是陸地上的3倍，50m高度層可利用的風(fēng)能是10m高度層的2倍，風(fēng)能資源非常豐富。

我國水平2013年中國(不包括臺灣地區(qū))，新增裝機容量16088.7MW，同比增長24.1%;累計裝機容量91412.89MW，同比增長21.4%新增裝機和累計裝機兩項數(shù)據(jù)均居世界第一。

按照《中國新能源發(fā)電發(fā)展研究報告》規(guī)劃，未來新能源發(fā)電將快速發(fā)展。其中規(guī)劃2015年和2020年風(fēng)電裝機分別為1億千瓦和1.8億千瓦。相比2011年并網(wǎng)風(fēng)電4505.11萬千瓦，裝機容量起碼翻番。

表一：2001—2013年我國新增與累計裝機容量（MW）本統(tǒng)計中的“風(fēng)電裝機容量”是指風(fēng)電場現(xiàn)場已完成吊裝工程的風(fēng)電機組容量，與風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量及驗收運行裝機容量不同。

世界水平

在應(yīng)對能源危機和氣候變化的背景下，風(fēng)電行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，全球風(fēng)電裝機持續(xù)快速增長。根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2012年全世界風(fēng)電裝機容量新增約2726萬kW，增長率約為29%，累計達到1.21億kW，增長率為42%，突破1億kW大關(guān)。風(fēng)電總發(fā)電量為2600億kWh，占全世界總電量的比例從2000年的0.25%增加到2012年的1.5%。

表二展現(xiàn)了1998年至2011年間全球風(fēng)電總裝機情況、風(fēng)電新增裝機情況，表三體現(xiàn)了風(fēng)電裝機增長速率。

表二：1998—2011全球風(fēng)機新增與累計裝機量（MW）

國外風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r丹麥Vestas公司的2MW和3MW雙饋式海上風(fēng)電組被認為是技術(shù)最成熟的，在全球海上風(fēng)電的裝機容量達到35%

近幾年來，美國、亞洲、南美洲等國風(fēng)電行業(yè)得到了快速發(fā)展。根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會的數(shù)據(jù)，2012年全世界新增風(fēng)電裝機容排名前三的國家依次為美國、中國、印度，前3名的國家合計新增裝機容量占全世界的60%。歐洲風(fēng)電裝機占全球比重正逐年下降，風(fēng)電發(fā)展在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)更加均衡的局面。中國風(fēng)能資源儲量是印度的30倍，德國的5倍，但目前中國風(fēng)電裝機僅為印度的1/2.5,德國的1/8，出于改善過于依賴煤炭資源的狀況和考慮到環(huán)保壓力，中國風(fēng)電有相當(dāng)大的發(fā)展空間。中國風(fēng)電發(fā)展勢頭迅猛，風(fēng)電市場的容量日益擴大，距全球最大風(fēng)電場市場也越來越近。美科丹風(fēng)還預(yù)測中國風(fēng)機信息網(wǎng)報道，從2010至2015年，離岸風(fēng)電市場復(fù)合年增率為43%，將占到2015年全世界風(fēng)電市場份額的8%，全世界海上風(fēng)電的發(fā)展腳步慢慢加快。此外，在亞洲市場，主導(dǎo)者仍是中國，其與韓國將會成為亞洲海上風(fēng)電市場的主流力量。制造商情況2012年全球風(fēng)電市場新增裝機容量達到創(chuàng)紀(jì)錄的48.4GW，美國通用電氣與丹麥維斯塔斯在全球風(fēng)機制造商中并列第一。國內(nèi)主要風(fēng)力發(fā)電機組制造商包括：華銳風(fēng)力發(fā)電科技（集團）股份有限公司東方電氣集團公司新疆金風(fēng)科技股份有限公司國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司湖南湘電風(fēng)能有限公司華銳風(fēng)力發(fā)電科技（集團）股份有限公司

華銳風(fēng)電科技（集團）股份有限公司在中國率先自主開發(fā)出全球領(lǐng)先的1.5MW、3MW、5MW、6MW系列風(fēng)電機組。2008年中國風(fēng)電總裝機規(guī)模12,121萬千瓦，其中，華銳風(fēng)電裝機容量1403MW（935臺），占當(dāng)年國內(nèi)新增總裝機容量的22.5%，行業(yè)排名中國第一、全球第七。2009年產(chǎn)1.5MW風(fēng)機2000臺，3MW風(fēng)機100臺，總體產(chǎn)能達到3330MW，進入世界第三名。2010年華銳風(fēng)電新增裝機容量438.6萬千瓦，繼續(xù)排名中國第一，已躋身全球第二位。截止2011年，累計風(fēng)電裝機容量達12989MW，排名中國第一。發(fā)明專利11項，實用新型18項（至2011.6）有分析認為，隨著產(chǎn)品優(yōu)勢的逐漸擴大，華銳風(fēng)電不但有望進一步鞏固其國內(nèi)第一的市場地位，五年內(nèi)達到世界第一的戰(zhàn)略設(shè)想也有望實現(xiàn)。

SL6000系列風(fēng)力發(fā)電機組是中國首臺6兆瓦風(fēng)電機組，是目前中國單機容量最大的風(fēng)電機組，標(biāo)志著中國風(fēng)電機組大型化進入了一個新的階段，也是全球技術(shù)領(lǐng)先的風(fēng)電機組，機組葉輪直徑128/155m，輪轂高度100/110m。SL6000海上機型的開發(fā)是基于公司海上風(fēng)電開發(fā)經(jīng)驗，采用了成熟的常規(guī)齒輪傳動和發(fā)電機技術(shù)，保證了海上風(fēng)機的高可靠性和經(jīng)濟性。華銳風(fēng)電此次下線的6兆瓦SL6000系列風(fēng)力發(fā)電機組是目前中國第一臺自主研發(fā)、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、全球技術(shù)領(lǐng)先的電網(wǎng)友好型風(fēng)電機組，可以廣泛應(yīng)用于陸地、海上、潮間帶各種環(huán)境和不同風(fēng)資源條件的風(fēng)場。東方電氣集團東方公司2008年產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機組1053MW，排全球11位；2009年生產(chǎn)量為1804.3MW，列全國第三；2010年風(fēng)電裝機容量超過2623MW，國內(nèi)占有率為13.9%，排全球第7位；2011年世界排名第6位；發(fā)明專利6項，實用新型2項（至2011.6）自主開發(fā)2.5MW、1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機，樣機已試制成功;與英國GH公司聯(lián)合開發(fā)1.5MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機，已批量化生產(chǎn)。正在與THESWITCH公司聯(lián)合開發(fā)系列永磁風(fēng)力發(fā)電機。新疆金風(fēng)科技股份公司是國內(nèi)最大的風(fēng)力發(fā)電機組整機制造商，主要產(chǎn)品有600kW、750kW、1.2MW、1.5MW系列風(fēng)力發(fā)電機組，正在研制的產(chǎn)品有1.5MW部分新機型、2.5MW、3.0MW、5.0MW風(fēng)力發(fā)電機組。2007年金風(fēng)科技在中國風(fēng)電市場的占有率25.25%，保持國內(nèi)市場占有率第一。2008年產(chǎn)1132MW機組，列全球第7位；2009年總產(chǎn)量2086.5MW；截至2010年6月，累計銷售總?cè)萘窟_到8882.3MW，列全球第5位；發(fā)明專利19項，實用新型29項（至2011.6）國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司2009年產(chǎn)768MW，名列全國第4位；目前主要風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品----與德國Aerodyn公司聯(lián)合設(shè)計的1.5MW變槳、變速、雙饋發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機組。湖南湘電風(fēng)能有限公司最早實現(xiàn)了600kW異步風(fēng)力發(fā)電機的可靠運行；2011.9一臺5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組在荷蘭正式并網(wǎng)；下圖為該產(chǎn)品圖片：擁有0.75MW、1.5MW、2MW、2.5MW直驅(qū)風(fēng)機的先進制造技術(shù)，著力開發(fā)3.5MW、5MW的直驅(qū)風(fēng)機，現(xiàn)已著手研發(fā)8MW、10MW直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組。發(fā)明專利3項，實用新型3項，外觀專利4項。風(fēng)力發(fā)電的瓶頸問題

降低成本對于風(fēng)電的發(fā)展很關(guān)鍵，目前風(fēng)電還遭遇到并網(wǎng)價格高等難題，國際上對于風(fēng)電成本問題曾有專業(yè)預(yù)測，在2020年之后風(fēng)電的成本將和火電、水電相近。世界風(fēng)電裝備目前呈現(xiàn)出大型化、變速運行、變槳距及無齒輪箱等發(fā)展趨勢。

現(xiàn)在迫切需要解決的問題改進現(xiàn)有的并網(wǎng)技術(shù)，減少對電網(wǎng)的沖擊；永磁體發(fā)生退磁將對發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，所以永磁體的退磁風(fēng)險分析時一大重要研究課題風(fēng)機并網(wǎng)之后，其發(fā)電仍然受到電網(wǎng)調(diào)節(jié)指令的限制，棄風(fēng)成為我國風(fēng)電發(fā)展的新難題；直驅(qū)永磁同步發(fā)電機組的低電壓穿越運行控制；變流器設(shè)計、制造與實驗時直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的瓶頸和難點問題；

研究熱點

多極少槽

整數(shù)槽繞組具有較高的繞組系數(shù)和較低的定子磁動勢諧波含量，但齒諧波含量高，且齒槽轉(zhuǎn)矩大，分數(shù)槽繞組在多極低速同步電機中廣泛應(yīng)用。但是太多的槽數(shù)會提高制造工藝成本，增加絕緣的用量，降低槽的利用率，銅損耗加大，但過少的槽數(shù)又不能有效地降低定位力矩次數(shù)，影響發(fā)電機低速運行時的平穩(wěn)性。

新思路對三相短路退磁分析設(shè)定不同的短路時刻，尋找最大退磁風(fēng)險時刻，對永磁體的徑向和周向進行磁密分析，確定最大退磁風(fēng)險點發(fā)生的位置。A相軸線與d軸夾角從0°到90°變化過程中磁極磁密變化趨勢，根據(jù)磁極外表面前后兩端點的磁密大小變化過程，從而得到磁密曲線變化規(guī)律和最低退磁風(fēng)險點；

新技術(shù)磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機大功率的發(fā)電機可用于大型的離網(wǎng)型的電站及大型并網(wǎng)型的電站。相比于傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機而言，磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機雖然造價高昂一些，但其優(yōu)點非常突出：第一，前者帶有尾翼，必須隨風(fēng)向變化轉(zhuǎn)動風(fēng)車；后者依靠陀螺式風(fēng)翼旋轉(zhuǎn)，不隨風(fēng)向變化改變軸心。第二，前者噪音大，無法克服不定風(fēng)向帶來的抖動，電機、葉片容易脫落，3年須更換一次配件；而后者運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，無噪音，各種機件壽命長，不易脫落，可連續(xù)工作20年以上。第三，前者要求空曠無遮蔽的大空間；而后者對空間要求低，無論市區(qū)、郊區(qū)、沿海山區(qū)皆可用；第四，前者啟動風(fēng)速至少2.5m/s，而后者僅需1m/s風(fēng)速即可啟動，風(fēng)速超過40m/s也可照常運轉(zhuǎn)，且風(fēng)速越高發(fā)電效率越高，發(fā)電量可比前者增加35%。

磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機的優(yōu)點：A、真正磁懸浮發(fā)電機的發(fā)明專利，非實用新型專利；B、六面受風(fēng)，非四面受風(fēng)，啟動