中國可再生能學會風能專業(yè)委員會名譽主任施鵬飛先生

 

　　施鵬飛： 大家好，我對電氣具體技術不太了解，所以在這個會上原來我說想談什么又不好談，因為我上個世紀1981年就開始從事風能利用，所以只能從我親身經(jīng)歷的這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程，電氣技術的創(chuàng)新，對這個產(chǎn)業(yè)的影響談點感想。

 

　　首先談談產(chǎn)業(yè)鏈，我體會到我們這個產(chǎn)業(yè)鏈空間非常的廣泛。因為它包括從天上——而且現(xiàn)在又提到高空的風怎么利用以及氣象方面——到地面、路上的風電廠，還有海面到海底，以及海底海床的水文地質(zhì)，所以這個產(chǎn)業(yè)鏈非常大。主要的環(huán)節(jié)有風能資源的評估，規(guī)劃設計的咨詢，風電場宏觀選址和微觀選址，整機設計制造，風電場并網(wǎng)設備，并網(wǎng)場建設和運維等。

 

　　整個產(chǎn)業(yè)鏈里面相關的電氣技術包含在各個環(huán)節(jié)里面，比如測風過去只有風杯，現(xiàn)在則有激光，超聲，雷達，還有數(shù)字化風能資源圖。從風電場宏觀微觀選址，風電機組是我們電氣里面一個主要的設備，機組里面有住控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、變流器、變槳距機構還有發(fā)電機。

 

　　從風電場又有并網(wǎng)的變電站，有組合式、模塊式變電站，風電場運行維護有風電場監(jiān)控、遠程監(jiān)控、風電場群監(jiān)控。另外我們在野外運行有不同環(huán)境，大家都知道風電場不是在屋里，都在野外，那么對電氣設備提出了許多特殊要求，高海拔——現(xiàn)在有的風電機組已經(jīng)裝到海拔4000米高原，低溫有到零下40度，濕熱也可能發(fā)霉，海洋有鹽霧腐蝕。

 

　　我個人體會就是說從20世紀70年代，美國依托雄厚的航空工業(yè)的基礎，開發(fā)理論上效率高的單純機械變槳變速機構，采用同步發(fā)電機的機組。美國當時是波音公司，還有西部公司、電氣公司，他們開發(fā)的機組。我在1988年去夏威夷考察的時候，還是600千瓦的下風式兩葉片變槳變速的機組，但是由于風速變化頻繁而且劇烈，變槳機構無法及時反應，機組難以正常運行，所以美國雖然它的實力非常強大，但是沒有最終發(fā)展出本國的產(chǎn)業(yè)。

 

　　而在同一個時期，丹麥依托他自己長期實踐的經(jīng)驗開發(fā)出了定槳定速采用異步發(fā)電機，轉速由電網(wǎng)頻率控制，從幾十千瓦小機組起步，不斷改進，逐漸增大容量，實現(xiàn)百千瓦級機組的批量生產(chǎn)，雖然效率低，但是結構簡單，運行非常可靠。20世紀80年代美國有一個激勵政策就是稅收減免，州政府有、聯(lián)邦政府也有，所以形成了加利福尼亞州的風電建設高潮。由于美國生產(chǎn)的風電機組大部分被吹壞了，所以雖然是高技術但是它的可靠性非常差。后來就大量采購了丹麥的風電機組，奠定了丹麥風電到今天成了一個風電強國的地位，在市場里頭站穩(wěn)了腳跟。

 

　　但是失速調(diào)節(jié)型機組雖然得到市場認可成為主流，但是由于受到的氣動載荷大，葉片和塔架等部件都比較重，所以對變槳變速技術的探索一直持續(xù)。直到20世紀90年代中期電力電子技術發(fā)展比較成熟，才開發(fā)出雙饋發(fā)電機通過變流器與電網(wǎng)連接的變速恒頻技術，而且變槳機構也日趨完善，降低了風速及整機承受的摧毀。

 

　　在21世紀的頭10年，風電機組的發(fā)電機除了主流的雙饋發(fā)電機，陸續(xù)出現(xiàn)了直驅(qū)的低速永磁發(fā)電機、半直驅(qū)的中速永磁發(fā)電機，各有特點，只要能揚長避短，運行可靠，度電成本降下來，都可以保持一定的市場份額。

 

　　這個是我統(tǒng)計的2015年不同機組類型在新增的裝機容量的比例，雙饋還是主流，占65%；低速永磁直驅(qū)占62%。在累計方面2015年雙饋還占70%，直驅(qū)占25%。

 

　　另外我就把歷年來的風機進行統(tǒng)計，各種不同機型列了一個表，在2001年定槳定速占幾乎90%，到2015年新增裝機容量是0；變槳變速的雙饋在2001年在我們國家只占10%，到了2015年已經(jīng)到了65%；其他的機型已經(jīng)占了3%，直驅(qū)占32%，大家可以看到一個在降一個在升。從累計的容量來看，2001年我們幾乎全都是定槳定速，到了2015年已經(jīng)到了3%，當然我們的市場總量也是非常大的，雙饋從2001年只占1%左右升到70%，其他的也開始上升了，就連半直驅(qū)的也占到了2%，這就是我們技術的不同類型的發(fā)展趨勢。

 

　　進到了21世紀就是第二個十年，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術的發(fā)展，融入到風電設備和監(jiān)控系統(tǒng)中，單機發(fā)電最大化已不是目標，現(xiàn)在不斷追求的是全壽命期風電場或集群的整體效益，達到投資效益最大化，這是我們現(xiàn)在最終要追求的目標，大數(shù)據(jù)技術都在各個公司普遍發(fā)展。

 

　　為了實現(xiàn)投資目標最大化，每臺機組的控制系統(tǒng)都聯(lián)接相關的互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)整體利益調(diào)整，也就是智能機組，所以智能風電機組和智慧風電場成為發(fā)展趨勢。這是對單機的集中監(jiān)控，這是明陽正好去年7月13日天鴿臺風經(jīng)過的時候，它都可以看到情況。

 

　　最后我的結語就是說風電產(chǎn)業(yè)鏈非常廣泛，從空中氣象到陸地、高山、平原，從海面深入到海床，產(chǎn)業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)上都有電氣創(chuàng)新的空間。電氣創(chuàng)新推動了風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，機組從定槳定速轉化為變槳變速，進而實現(xiàn)多種類型同臺階競技，效率持續(xù)提高。運用大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術，最終實現(xiàn)遠程風電機組的后臺監(jiān)控和全生命周期管理，成本不斷下降。要滿足我們現(xiàn)在平價上網(wǎng)要通過技術創(chuàng)新，風電機組智能化必須在高水平傳統(tǒng)制造工藝的基礎上發(fā)展，首先得把我們的硬件質(zhì)量做得可靠性高。我們智能化，互聯(lián)網(wǎng)才能最終實現(xiàn)你要達到的要求。

 

　　最后要期待更多的電氣創(chuàng)新，現(xiàn)在能想到的一個就是超導發(fā)電機可能會為未來風電產(chǎn)業(yè)帶來巨大的變革，當然這個難度也非常高，美國超導公司搞了很多年，遠景也有這樣的課題，但是我希望未來能夠有所突破，使我們風電產(chǎn)業(yè)能夠更上一層樓，謝謝大家！