塔筒、轮毅、机舱等部件的制造企业较多,完全能够满足国内风电产业发展的需要。
3.国内风电设备技术发展及趋势
纵观我国风电产业技术现实和前沿技术的发展,目前国内风电制造技术发展主要呈现如下特点:
3.1水平轴风电机组技术成为主流
水平轴风电机组技术,因其具有风能转换效率高、转轴较短,在大型风电机组上更显出经济性等优点,使水平轴风电机组成为我国大型风电设备的主流机型,并占到100%的市场份额。同期发展的垂直轴风电机组因转轴过长、风能转换效率不高,启动、停机和变桨困难等问题,目前在国内还没有应用。
3.2风电机组单机容量持续增大
近年来,国内风电市场中风电机组的单机容量持续增大。2005年新安装的机组平均单机容量849.7kW,2006年新安装的机组平均单机容量919 . 5kW , 2007年新安装的机组平均单机容量1.05MW, 2008年新安装的机组平均单机容量1.22MW。当前,MW级风电机组已成为国内凤电市场中的主流机型。随着单机容量不断增大和利用效率提高,我国主流机型已经从2005年的600一1000kW增加到2008年的750一1500kW, 2008年我国陆地风电场安装的最大风电机组为2MW。近年来,海上示范风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展,2008年底我国已运行的最大风电机组单机容量已达到3MWa
3.3变桨变速功率调节技术得到广泛采用 由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全和高效等优点,近年在大型风电机组上得到了广泛采用。结合变桨距技术的应用以及电力电子技术的发展,大多风龟机组开发制造厂商使用变速恒频技术,并开发出了变桨变速风电机组,使得在风能转换上有了进一步完善和提高。2008年,在全国所安装的风电机组中有90%的风电机组采用了变桨变速方式,而且比例还在逐渐上升。我国2008年安装的MW级风电机组中,全部是变桨距机组。2MW以上的风电机组大多采用一三个独立的电控调桨机构,通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭
环控制。
3.4双馈异步发电技术仍占主导地位
丹麦Vestas公司、德国西门子公司、德国Nordex公司、西班牙Gamesa公司、美国GE风能公司和印度Suzlon公司在我国建立的外资公司都在生产双馈异步发电型变速风电机组,我国内资企业华锐风电、东方汽轮机等企业也在生产双馈异步发电型变速风电机组。2008年新增风电机组中,双馈异步发电型变速风电机组仍然占80%以上。目前,我国华锐风电研发的3MW双馈异步发电型变速恒频风电机组已经投入运行。
3 .5直驱式、全功率变流技术得到迅速发展
无齿轮箱的直驱方式能有效地减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障,可有效提高系统的运行可靠性和寿命,减少维护成本,因而得到了市场的青睐。我国新疆金风科技有限公司与德国Vensys公司合作研制的1.5MW直驱式风电机组,已近千台安装在风电场。金风科技在2008年是我国风电产业的第二大供应商。同时,湘潭电机公司也研制出了2MW直驱永磁风电机组安装在风电场投入运行,其他如江西麦德公司等制造企业也在积极了开发研制直驱风电机组。2008年新增大型风电机组中,直驱式风电机组已占10%以上。
伴随着直驱式风电系统的出现,全功率变流技术得到了发展和应用。应用全功率变流的并网技术,使风轮和发电机的调速范围扩展到0至150%的额定转速,提高了风能的利用范围。由于全功率变流技术对低电压穿越技术有很好且简单的解决方案,对下一步发展占据了优势。与此同时,半直驱式风电机组也开始出现在世界风电市场上。
3.6大型风电机组关键部件的性能日益提高
随着风电机组的单机容量不断增大,各部件的性能指标都有了提高,如南京高速齿轮箱厂生产的大型风电机组齿轮箱,保定惠腾和连云港中复连众生产的大尺寸叶片,兰州电机厂生产的发电机等产品质量都有很大提高。从2009年上海第三届风能展的情况看,我国风电设备的产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了基础。我国在某些基础结构件、铸锻件等领域已经具有优势,不仅满足国内市场需求,而且已向国际市场供货。
3.7智能化控制技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命