我國直驅永磁風力發電機組發展情況介紹

　　一、概況

　　直驅式風力發電機，是一種由風輪直接驅動發電機的風力發電機組，亦稱無齒輪風力發電機組，這種風力發電機采用多極發電機與風輪直接連接進行驅動的方式，免去了齒輪箱這一傳統部件。由于目前在某些兆瓦級風力發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，直驅式風電系統主要采用全功率變流技術，該技術可使風輪和發電機的調速范圍擴展到0 %～150% 的額定轉速，提高了風能利用范圍。且全功率變流技術對低電壓穿越技術有很好的解決途徑，為直驅式風力發電機進一步發展增加了優勢。

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

　　我國的中小型風力發電機組，從100瓦到100千瓦都是直驅永磁風力發電機組，2009年中小型直驅永磁風力發電機組產量約10萬臺。到目前為止，中小型直驅永磁風力發電機組已經累計生產約60萬臺，是世界上生產、應用最多的國家。在大型并網風力發電機組開發領域，我國也擁有世界領先的直驅永磁風力發電機組制造技術。2009年，我國新增大型并網直驅永磁風力發電機組裝機容量約240萬千瓦，而德國新增直驅勵磁風力發電機組裝機容量約115萬千瓦。因而，我國是2009年全球安裝大型直驅式風力發電機組最多的國家。現今，我國有19家企業在從事大型并網直驅永磁風力發電機組的研發生產，也是全球大型并網直驅永磁風力發電機組生產企業最多的國家。我國在1.5MW直驅永磁機組已經實現大批量生產的基礎上，又推出2.5MW直驅永磁機組，已經完成五臺樣機的安裝，目前已進行6.0MW直驅永磁風力發電機組研制項目。

　　二、直驅永磁風力發電機組特點

　　直驅永磁風力發電機有以下幾個方面優點：

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

　　2.可靠性高：齒輪箱是風力發電機組運行出現故障頻率較高的部件，直驅技術省去了齒輪箱及其附件，簡化了傳動結構，提高了機組的可靠性。同時，機組在低轉速下運行，旋轉部件較少，可靠性更高。

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

　　4.電網接入性能優異：直驅永磁風力發電機組的低電壓穿越使得電網并網點電壓跌落時，風力發電機組能夠在一定電壓跌落的范圍內不間斷并網運行，從而維持電網的穩定運行。

　　直驅型風力發電機組沒有齒輪箱，低速風輪直接與發電機相連接，各種有害沖擊載荷也全部由發電機系統承受，對發電機要求很高。同時，為了提高發電效率，發電機的極數非常大，通常在100極左右，發電機的結構變得非常復雜，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、我國直驅型風力發電機組制造企業概況