雙饋式風力發電機組發展情況概述

    目前，帶齒輪箱風力發電機組主要有雙饋式風力發電機組和全功率變頻風力發電機組兩種形式，其中雙饋式風力發電機組市場份額超過90%。下面著重闡述雙饋式風力發電機組特點、市場應用情況及其發展趨勢。

一、雙饋式風力發電機組特點

雙饋式風力發電機組具有以下特點：

1.技術成熟、質量可靠。自工業化革命以來，齒輪傳動已經成為技術最成熟、最主流的傳動方式，廣泛應用于航空、航天、船舶、汽車、鐘表等工業和生活領域。風力發電機組工作環境惡劣，對機組可靠性要求很高。雙饋機組采用的大功率大速比齒輪箱技術從20世紀90年代起已經開始應用，其在風電中的故障率已低于電氣系統和發電機系統。葉輪+齒輪箱+發電機的傳動鏈結構簡單，各類載荷分配合理，整體質量可靠性高。

2.效率高、性價比優。該技術有效分配了機械傳動系統和發電系統的參數配置，通過高速比齒輪箱提高電機轉速，大幅提高發電機效率。同時該機型僅有占額定功率1/5～1/3的轉差功率通過變流器，變流器的能量損失小。整機效率高、性價比優。

3.可維護性好。雙饋式風力發電機組一般采用葉片+輪轂+齒輪箱+聯軸器+發電機的傳動結構，這種結構各主要部件相對獨立，可以分別進行維護和維修。現場維修容易，時間響應及時。

4.電能質量好，低電壓穿越能力強。雙饋式風力發電機組采用雙饋式感應電機和部分功率變流技術，發出的70%以上的電能通過定子輸送到電網，產生的諧波小、電能質量好。同時，該技術具有功率因數可調、有功功率和無功功率控制方便，低電壓穿越性能好等特點，可實現電網友好型接入。

但在大型風力發電機組實際運行中，齒輪箱是故障率較高的部件。由于風力發電機組一般安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，常年經受酷暑嚴寒和極端溫差的影響，加之所處自然環境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂的狹小空間內，一旦出現故障，修復非常困難，故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械高得多的要求。例如對構件材料的要求，除了常規狀態下機械性能外，還應該具有低溫狀態下抗冷脆性等特性；應保證齒輪箱平穩工作，防止振動和沖擊；保證充分的潤滑條件等。對冬夏溫差巨大的地區，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設置監控點，對運轉和潤滑狀態進行遙控。

二、市場應用情況

全球權威風能產業研究機構BTM最新發布的2009年全球風電產業報告顯示，2009年全球新增風電裝機1380萬千瓦，在已裝機的風力發電機組中，86%的風力發電機組采用帶齒輪箱的風力發電機組。在全球前十大風電設備生產企業中，有VESTAS、GE WIND、華銳風電、GAMESA、東汽、SUZLON、SIEMENS、REPOWER等八家企業采用齒輪箱技術。在直驅風電產品中，約8.5%的機組采用電勵磁直驅方式，而永磁直驅不足5%（參見表一）。目前，全球已并網運行的800多臺海上風力發電機組，全部采用帶齒輪箱的傳動形式。