我國直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組發(fā)展情況介紹

　　一、概況

　　直驅(qū)式風力發(fā)電機，是一種由風輪直接驅(qū)動發(fā)電機的風力發(fā)電機組，亦稱無齒輪風力發(fā)電機組，這種風力發(fā)電機采用多極發(fā)電機與風輪直接連接進行驅(qū)動的方式，免去了齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于目前在某些兆瓦級風力發(fā)電機組中齒輪箱是容易過載和損壞率較高的部件，而無齒輪箱的直驅(qū)方式能有效地減少由于齒輪箱磨損問題而造成的機組故障，可有效提高系統(tǒng)運行的可靠性和壽命，減少維護成本，因而得到了市場青睞。此外，直驅(qū)式風電系統(tǒng)主要采用全功率變流技術(shù)，該技術(shù)可使風輪和發(fā)電機的調(diào)速范圍擴展到0 %～150% 的額定轉(zhuǎn)速，提高了風能利用范圍。且全功率變流技術(shù)對低電壓穿越技術(shù)有很好的解決途徑，為直驅(qū)式風力發(fā)電機進一步發(fā)展增加了優(yōu)勢。

　　對于直驅(qū)式風力發(fā)電機的研究，國外從20世紀90年代就開始了。1992年，德國ENERCON公司開始研制直驅(qū)式勵磁風力發(fā)電機組。1997年，世界風力發(fā)電機市場上出現(xiàn)了該公司開發(fā)的E-33、E-48、E-70等型號的直驅(qū)式勵磁變速變槳距風力發(fā)電機組。這些容量330kW～2MW的高產(chǎn)能、運行維護成本低的先進機型的優(yōu)點逐漸顯露，引起了風電場開發(fā)商的青睞。2004年以來，直驅(qū)式風力發(fā)電機的年安裝量逐年增加。目前，德國ENERCON公司研制的直驅(qū)式勵磁風力發(fā)電機組已有多個品種，最大功率已達到7MW，該公司生產(chǎn)的直驅(qū)式勵磁風力發(fā)電機組，在2009年占據(jù)德國風電市場55%以上的份額。荷蘭Largewey風電公司現(xiàn)在也開始生產(chǎn)2MW的直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，并已經(jīng)進入歐洲市場。近來，德國西門子公司開發(fā)了3.6MW直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機組樣機和3MW直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機組，技術(shù)可利用率達98%。

　　我國的中小型風力發(fā)電機組，從100瓦到100千瓦都是直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組，2009年中小型直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組產(chǎn)量約10萬臺。到目前為止，中小型直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組已經(jīng)累計生產(chǎn)約60萬臺，是世界上生產(chǎn)、應用最多的國家。在大型并網(wǎng)風力發(fā)電機組開發(fā)領(lǐng)域，我國也擁有世界領(lǐng)先的直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組制造技術(shù)。2009年，我國新增大型并網(wǎng)直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組裝機容量約240萬千瓦，而德國新增直驅(qū)勵磁風力發(fā)電機組裝機容量約115萬千瓦。因而，我國是2009年全球安裝大型直驅(qū)式風力發(fā)電機組最多的國家。現(xiàn)今，我國有19家企業(yè)在從事大型并網(wǎng)直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組的研發(fā)生產(chǎn)，也是全球大型并網(wǎng)直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組生產(chǎn)企業(yè)最多的國家。我國在1.5MW直驅(qū)永磁機組已經(jīng)實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，又推出2.5MW直驅(qū)永磁機組，已經(jīng)完成五臺樣機的安裝，目前已進行6.0MW直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組研制項目。

　　二、直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組特點

　　直驅(qū)永磁風力發(fā)電機有以下幾個方面優(yōu)點：

　　1.發(fā)電效率高：直驅(qū)式風力發(fā)電機組沒有齒輪箱，減少了傳動損耗，提高了發(fā)電效率，尤其是在低風速環(huán)境下，效果更加顯著。

　　2.可靠性高：齒輪箱是風力發(fā)電機組運行出現(xiàn)故障頻率較高的部件，直驅(qū)技術(shù)省去了齒輪箱及其附件，簡化了傳動結(jié)構(gòu)，提高了機組的可靠性。同時，機組在低轉(zhuǎn)速下運行，旋轉(zhuǎn)部件較少，可靠性更高。

　　3.運行及維護成本低：采用無齒輪直驅(qū)技術(shù)可減少風力發(fā)電機組零部件數(shù)量，避免齒輪箱油的定期更換，降低了運行維護成本。

　　4.電網(wǎng)接入性能優(yōu)異：直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組的低電壓穿越使得電網(wǎng)并網(wǎng)點電壓跌落時，風力發(fā)電機組能夠在一定電壓跌落的范圍內(nèi)不間斷并網(wǎng)運行，從而維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

　　直驅(qū)型風力發(fā)電機組沒有齒輪箱，低速風輪直接與發(fā)電機相連接，各種有害沖擊載荷也全部由發(fā)電機系統(tǒng)承受，對發(fā)電機要求很高。同時，為了提高發(fā)電效率，發(fā)電機的極數(shù)非常大，通常在100極左右，發(fā)電機的結(jié)構(gòu)變得非常復雜，體積龐大，需要進行整機吊裝維護。且永磁材料及稀土的使用增加了一些不確定因素。   

　　三、我國直驅(qū)型風力發(fā)電機組制造企業(yè)概況