2017年10月31日——11月1日，由中國電器工業(yè)協(xié)會風(fēng)力發(fā)電電器設(shè)備分會和新疆金風(fēng)科技股份有限公司聯(lián)合主辦，施耐德電氣（中國）有限公司協(xié)辦的2017（第二屆）中國風(fēng)電電氣裝備技術(shù)高峰論壇暨風(fēng)電分會二屆二次會員大會(CWPE2017）在北京豐大國際酒店盛大召開。中國可再生能學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會名譽(yù)主任施鵬飛先生在主旨發(fā)言階段發(fā)表了演講。
施鵬飛： 大家好，我對電氣具體技術(shù)不太了解，所以在這個會上原來我說想談什么又不好談，因?yàn)槲疑蟼€世紀(jì)1981年就開始從事風(fēng)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(shù)的創(chuàng)新，對這個產(chǎn)業(yè)的影響談點(diǎn)感想。
首先談?wù)劗a(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?yàn)樗◤奶焐?mdash;—而且現(xiàn)在又提到高空的風(fēng)怎么利用以及氣象方面——到地面、路上的風(fēng)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(fēng)能資源的評估，規(guī)劃設(shè)計(jì)的咨詢，風(fēng)電場宏觀選址和微觀選址，整機(jī)設(shè)計(jì)制造，風(fēng)電場并網(wǎng)設(shè)備，并網(wǎng)場建設(shè)和運(yùn)維等。
整個產(chǎn)業(yè)鏈里面相關(guān)的電氣技術(shù)包含在各個環(huán)節(jié)里面，比如測風(fēng)過去只有風(fēng)杯，現(xiàn)在則有激光，超聲，雷達(dá)，還有數(shù)字化風(fēng)能資源圖。從風(fēng)電場宏觀微觀選址，風(fēng)電機(jī)組是我們電氣里面一個主要的設(shè)備，機(jī)組里面有住控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、變流器、變槳距機(jī)構(gòu)還有發(fā)電機(jī)。
從風(fēng)電場又有并網(wǎng)的變電站，有組合式、模塊式變電站，風(fēng)電場運(yùn)行維護(hù)有風(fēng)電場監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、風(fēng)電場群監(jiān)控。另外我們在野外運(yùn)行有不同環(huán)境，大家都知道風(fēng)電場不是在屋里，都在野外，那么對電氣設(shè)備提出了許多特殊要求，高海拔——現(xiàn)在有的風(fēng)電機(jī)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(jì)70年代，美國依托雄厚的航空工業(yè)的基礎(chǔ)，開發(fā)理論上效率高的單純機(jī)械變槳變速機(jī)構(gòu)，采用同步發(fā)電機(jī)的機(jī)組。美國當(dāng)時是波音公司，還有西部公司、電氣公司，他們開發(fā)的機(jī)組。我在1988年去夏威夷考察的時候，還是600千瓦的下風(fēng)式兩葉片變槳變速的機(jī)組，但是由于風(fēng)速變化頻繁而且劇烈，變槳機(jī)構(gòu)無法及時反應(yīng)，機(jī)組難以正常運(yùn)行，所以美國雖然它的實(shí)力非常強(qiáng)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(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)開發(fā)出了定槳定速采用異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)頻率控制，從幾十千瓦小機(jī)組起步，不斷改進(jìn)，逐漸增大容量，實(shí)現(xiàn)百千瓦級機(jī)組的批量生產(chǎn)，雖然效率低，但是結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行非常可靠。20世紀(jì)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(fēng)電建設(shè)高潮。由于美國生產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組大部分被吹壞了，所以雖然是高技術(shù)但是它的可靠性非常差。后來就大量采購了丹麥的風(fēng)電機(jī)組，奠定了丹麥風(fēng)電到今天成了一個風(fēng)電強(qiáng)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(jī)組雖然得到市場認(rèn)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(shù)的探索一直持續(xù)。直到20世紀(jì)90年代中期電力電子技術(shù)發(fā)展比較成熟，才開發(fā)出雙饋發(fā)電機(jī)通過變流器與電網(wǎng)連接的變速恒頻技術(shù)，而且變槳機(jī)構(gòu)也日趨完善，降低了風(fēng)速及整機(jī)承受的摧毀。
在21世紀(jì)的頭10年，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)除了主流的雙饋發(fā)電機(jī)，陸續(xù)出現(xiàn)了直驅(qū)的低速永磁發(fā)電機(jī)、半直驅(qū)的中速永磁發(fā)電機(jī)，各有特點(diǎn)，只要能揚(yáng)長避短，運(yùn)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(jì)的2015年不同機(jī)組類型在新增的裝機(jī)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(jì)方面2015年雙饋還占70%，直驅(qū)占25%。
另外我就把歷年來的風(fēng)機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各種不同機(jī)型列了一個表，在2001年定槳定速占幾乎90%，到2015年新增裝機(jī)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(jī)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(jì)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(dāng)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(shù)的不同類型的發(fā)展趨勢。
進(jìn)到了21世紀(jì)就是第二個十年，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，融入到風(fēng)電設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)中，單機(jī)發(fā)電最大化已不是目標(biāo)，現(xiàn)在不斷追求的是全壽命期風(fēng)電場或集群的整體效益，達(dá)到投資效益最大化，這是我們現(xiàn)在最終要追求的目標(biāo)，大數(shù)據(jù)技術(shù)都在各個公司普遍發(fā)展。
為了實(shí)現(xiàn)投資目標(biāo)最大化，每臺機(jī)組的控制系統(tǒng)都聯(lián)接相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)整體利益調(diào)整，也就是智能機(jī)組，所以智能風(fēng)電機(jī)組和智慧風(fēng)電場成為發(fā)展趨勢。這是對單機(jī)的集中監(jiān)控，這是明陽正好去年7月13日天鴿臺風(fēng)經(jīng)過的時候，它都可以看到情況。
最后我的結(jié)語就是說風(fēng)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(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，機(jī)組從定槳定速轉(zhuǎn)化為變槳變速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多種類型同臺階競技，效率持續(xù)提高。運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程風(fēng)電機(jī)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(shù)創(chuàng)新，風(fēng)電機(jī)組智能化必須在高水平傳統(tǒng)制造工藝的基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)你要達(dá)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(dǎo)發(fā)電機(jī)可能會為未來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)帶來巨大的變革，當(dāng)然這個難度也非常高，美國超導(dǎo)公司搞了很多年，遠(yuǎn)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(fēng)電產(chǎn)業(yè)能夠更上一層樓，謝謝大家！
（文章內(nèi)容來自現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）
