我國雙饋式異步風電機組發(fā)展概況

1. 前言
　　以丹麥Vestas 公司的V80、V90 為代表的雙饋式異步變速風電機組，在國際風電市場中所占的份額最大。德國Repower 公司利用該技術開發(fā)的機組，單機容量已經(jīng)達到6MW。西門子公司、德國Nordex 公司、西班牙Gamesa 公司、美國GE 風能公司和印度Suzlon 公司都生產的是雙饋異步變速風電機組，2009 年新增風電機組中，雙饋異步變速風
電機組仍然占80% 以上。目前，歐洲正在開發(fā)10MW 的雙饋異步發(fā)電型變速恒頻風電機組。
　　我國內資企業(yè)華銳風電、東方汽輪機、國電聯(lián)合動力、廣東明陽等企業(yè)也生產的是雙饋異步發(fā)電型變速風電機組。2009 年我國新增風電機組中，雙饋異步發(fā)電型變速風電機組仍然占82%以上。目前，我國華銳風電研發(fā)的3MW 的雙饋異步發(fā)電型變速恒頻風電機組已經(jīng)批量投入運行，5MW 的雙饋異步發(fā)電型變速恒頻風電機組已經(jīng)下線。我國在大型并網(wǎng)風電機組開發(fā)領域，擁有世界領先的雙饋式異步風電機組制造技術。2009 年，我國新增大型雙饋式異步風電機組裝機容量約1140 萬千瓦，居世界第一位。因而，我國是2009 年全球安裝大型雙饋式異步風電機組最多的國家。我國目前有64
家企業(yè)（見附件）在從事大型雙饋式異步風電機組的研發(fā)生產，也是全球大型雙饋式異步風電機組生產企業(yè)最多的國家。
2. 雙饋技術的發(fā)展及其
　 優(yōu)勢
2.1 機組特點
雙饋式風力發(fā)電機組具有以下特點：
　　2.2.1 技術成熟、質量可靠。
　　自工業(yè)化革命以來，齒輪傳動已經(jīng)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(yè)和生活領域。風力發(fā)電機組工作環(huán)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(jīng)開始應用，其在風電中的故障率已低于電氣系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)。葉輪+ 齒輪箱+ 發(fā)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。
　　2.2.2 效率高、性價比優(yōu)。

　　該技術有效分配了機械傳動系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)配置，通過高速比齒輪箱提高電機轉速，大幅提高發(fā)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(yōu)。
　　2.2.3 可維護性好。雙饋式風力發(fā)電機組一般采用葉片+ 輪轂+ 齒輪箱+ 聯(lián)軸器+ 發(fā)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(xiàn)場維修容易，時間響應及時。
　　2.2.4 電能質量好，可滿足低電壓穿越要求。雙饋式風力發(fā)電機組采用雙饋式感應電機和部分功率變流技術，發(fā)出的70%以上的電能通過定子輸送到電網(wǎng)，產生的諧波小、電能質量好。同時，該技術具有功率因數(shù)可調、有功功率和無功功率控制方便，可實現(xiàn)低電壓穿越，滿足電網(wǎng)要求。
　　但在大型風力發(fā)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(fā)電機組一般安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規(guī)律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內，一旦出現(xiàn)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(guī)狀態(tài)下機械性能外，還應該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特征；應保證齒輪箱平穩(wěn)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(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設置監(jiān)控點，對運轉和潤滑狀態(tài)進行遙控。
　　2.2 市場應用情況
　　全球權威風能產業(yè)研究機構BTM 發(fā)布的2009 年全球風電產業(yè)報告顯示，2009 年全球新增風電裝機約3800 萬千瓦，在已裝機的風力發(fā)電機組中，86%的風力發(fā)電機組采用帶齒輪箱的形式。在全球前10 大風電設備生產企業(yè)中， 有VESTAS、GEWIND、華銳風電、GAMESA、東汽、SUZLON、SIEMENS、REPOWER 等8 家企業(yè)采用齒輪箱技術。目前，全球在海上風電場并網(wǎng)運行的800 多臺大型風力發(fā)電機組中，除了6 臺采用了Multibrid-5MW 半直驅風電機組外，全部采用了雙饋式異步風電機組。從目前國內的情況來看，帶齒輪箱機組變槳變速雙饋式風力發(fā)電機組的裝機容量比例最大，代表企業(yè)包括華銳風電、東方汽輪機、國電聯(lián)合動力、廣東明陽、上海電氣、浙江運達和北重等，市場份額超過80%。

　　3.我國并網(wǎng)雙饋式異步風電機組制造企業(yè)概況
　　為了貫徹落實國家風電產業(yè)政策和重大裝備自主化政策，開發(fā)具有自主知識產權的大型雙饋式異步風力發(fā)電機組，自2006 年以來，參與研發(fā)雙饋式異步風電機組的企業(yè)數(shù)量逐年增加。到2010 年8 月底，國內雙饋式異步風電機組制造商（包括外資企業(yè)）已經(jīng)達到61 家（見附表一），其中國有、國有控股公司29 家，民營制造企業(yè)共16家，合資企業(yè)7 家，外商獨資企業(yè)9 家。根據(jù)企業(yè)的產品產業(yè)化落實程度，大致可分為以下五種類型：