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　　到2020年底，全國規(guī)劃建設總容量達3000萬千瓦海上風電場。未來風能技術更新發(fā)展的驅動力主要來自蓬勃崛起的近海風電場建設，這一發(fā)展趨勢已經不可逆轉。

　　縱觀中國風電產業(yè)技術現(xiàn)實和前沿技術的發(fā)展，目前全國風電制造技術發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點：

　　1、產業(yè)集中是總的趨勢

　　2012年，全國累計裝機容量前十名制造商的容量比例之和已經達到83.2%，新增裝機容量前十名制造商的容量比例之和已經達到81.2%。全國排名前十五位的風電機組制造企業(yè)占據(jù)了全國新增裝機94.2%的市場份額。2012年，金風科技、華銳風電、國電聯(lián)合動力、廣東明陽和湘電風能這前5家企業(yè)，就占據(jù)了國內新增裝機60%以上的市場份額?？梢钥闯觯喝珖L電設備市場由十多家大型風電機組制造企業(yè)控制或壟斷的局面仍然沒有明顯變化。

　　近幾年，風電設備制造企業(yè)之間的兼并、重組、收購愈演愈烈。例如：金風科技收購了德國Vensys公司;湘電股份1000萬歐元收購荷蘭達爾文公司;中復連眾收購了德國NOI公司;中航惠騰2009年收購了荷蘭CTC葉片公司。此外，上海電氣與西門子實現(xiàn)戰(zhàn)略合作，大唐集團與華創(chuàng)風能實現(xiàn)戰(zhàn)略重組，華創(chuàng)風能正式并入大唐集團序列。國內各大風電制造公司已經完成了產業(yè)布局，在主要市場集中地都建立了生產基地，一個大公司相當于多個公司的集成。

　　2、水平軸風電機組技術仍然是主流

　　水平軸風電機組技術，因其具有風能轉換效率高、轉軸較短，在大型風電機組上更顯出經濟性等優(yōu)點，使水平軸風電機組仍然是國內大型風電機組發(fā)展的主流機型，并占到100%以上的市場份額。近期發(fā)展的大型垂直軸風電機組因具有全風向對風、變速裝置及發(fā)電機可以置于風輪下方或地面等優(yōu)點，近年來，相關研究和開發(fā)也在不斷進行并取得一定進展，單機試驗示范正在進行，但是還沒有機組產品在風電場批量應用。

　　3、風電機組單機容量持續(xù)增大

　　近年來，國內風電市場中風電機組的單機容量持續(xù)增大，隨著單機容量不斷增大和利用效率提高，國內主流機型已經從2005年的750kW～850kW增加到2012年的1.5～2.5MW。

　　同樣，國內風電市場中風電機組的單機容量也持續(xù)增大。2011年新安裝的機組的平均單機容量達到了1.54MW，而2012年新安裝的機組的平均單機容量已經達到了1.65MW。2012年我國風電場批量安裝的最大風電機組為5MW。

　　近年來，海上風電場的開發(fā)進一步加快了大容量風電機組的發(fā)展，我國華銳風電的3MW海上風電機組已經在海上風電場批量應用。3.6MW、5MW和6MW海上風電機組已經陸續(xù)下線并投入試運行。目前，華銳、金風、上海電氣、聯(lián)合動力、湖南湘電、重慶海裝、東方汽輪機和廣東明陽等公司都已經研制出5MW或6MW的大容量海上風電機組產品，為大規(guī)模開發(fā)海上風電積極做好準備。

　　4、變槳變速功率調節(jié)技術得到廣泛采用

　　由于變槳距功率調節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)點，近年在大型風電機組上得到了廣泛采用。結合變槳距技術的應用以及電力電子技術的發(fā)展，大多數(shù)風電機組制造廠商采用了變速恒頻技術，并開發(fā)出了變槳變速風電機組，在風能轉換效率上有了進一步完善和提高。 2012年，在全國安裝的風電機組全部采用了變槳變速恒頻技術。2MW以上的風電機組大多采用三個獨立的電控調槳機構，通過三組變速電機和減速箱對槳葉分別進行閉環(huán)控制。

　　5、雙饋異步發(fā)電技術仍占主導地位

　　外資企業(yè)丹麥Vestas公司、西班牙Gamesa公司、美國GE風能公司、印度Suzlon公司以及Nordex公司等都在生產雙饋異步發(fā)電型變速風電機組

　　我國內資企業(yè)華銳風電、東方氣輪機、國電聯(lián)合動力、廣東明陽和重慶海裝等企業(yè)也在生產雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風電機組。2011年我國新增風電機組中，雙饋異步發(fā)電型變速風電機組約占73%的比例。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在海上風電場批量投入應用，6 MW的雙饋異步發(fā)電型變速恒頻風電機組已經試運行。國電聯(lián)合動力6 MW的雙饋異步發(fā)電型變速恒頻風電機組已經安裝試驗。

　　6、直驅式、全功率變流技術得到迅速發(fā)展

　　無齒輪箱的直驅方式能有效地減少由于齒輪箱問題而造成的機組故障，可有效提高系統(tǒng)運行的可靠性和壽命，減少風電場維護成本，因而逐步得到了市場的青睞。我國新疆金風科技有限公司與德國Vensys公司合作研制的1.5MW直驅式風電機組，已有上千臺安裝在風電場。

　　金風科技在2011年、2012年連續(xù)成為我國風電市場的第一大供應商。同時，我國湘電公司的2MW直驅風電機組也已大批量進入市場，5MW直驅風電機組也已安裝運行。其他如：華創(chuàng)風能、廣西銀河艾邁迪、航天萬源、濰坊瑞其能、包頭匯全稀土、江西麥德公司、山東魯能等制造企業(yè)也開發(fā)研制了永磁直驅風電機組。2012年新增大型風電機組中，永磁直驅式風電機組約占26%。

　　7、各種全功率變流風電機組得到應用

　　伴隨著直驅永磁式風電機組的增多以及高速齒輪箱配高速永磁風電機組的出現(xiàn)，全功率變流技術得到了廣泛發(fā)展和應用。應用全功率變流的并網技術，使風輪和發(fā)電機的調速范圍擴展到0至150%的額定轉速，全功率變流技術對低電壓穿越有簡單先進的解決方案，可提高機組的風能利用范圍。近年由于全功率變流技術的成熟，部分企業(yè)選擇了同步發(fā)電機或鼠籠發(fā)電機搭配齒輪箱和全功率變流器的傳動鏈形式，主要分為兩類，一類是在1000kW以下的機組中，采用了電勵磁同步電機搭配全功率變流器的形式，如海裝、長星風電和久和能源的850kW機組和航天萬源的900kW的機組，另外一類為永磁同步電機或鼠籠電機搭配齒輪箱和全功率變流器，主要應用在2.5MW及以上機型中，一些企業(yè)選擇了永磁同步電機或鼠籠電機搭配齒輪箱和全功率變流器的傳動鏈形式，比如金風的3MW機組、明陽的3MW超緊湊機組和南車的2.5MW機組，國際廠商的機型如Vestas的V112、西門子的SWT-3.6-120和Gamesa的G10X-4.5等機組;上述全功率變流風電機組也代表了今后的發(fā)展趨勢。

　　8、低風速地區(qū)風電設備研發(fā)取得進展

　　針對我國大多數(shù)地區(qū)處于低風速區(qū)的實際情況，國內企業(yè)通過技術創(chuàng)新，研發(fā)出針對性的風電機組產品及解決方案，最為明顯的特征為風輪葉片更長、塔架更高，捕獲的風能資源更多。以1.5MW風電機組為例，2012年新增機組中，60%以上為風輪直徑86米及以上的風電機組，有的1.5MW機組甚至采用了直徑93米以上的風輪。國內提供1.5MW風電機組的30余家企業(yè)之中，已有10多家具備了直徑90米以上風輪機型的供應能力。2MW低速風電機組的風輪直徑達到108米以上，金風公司2.5MW低速風電機組的風輪直徑甚至達到了121米。這些低速風電機組在我國南部省份的分散式風電場中發(fā)揮較好的作用。

　　9、大型風電機組關鍵部件的性能日益提高

　　我國在大型風電機組關鍵部件方面也取得明顯進步，如南京高速齒輪箱廠、重慶齒輪箱廠、大連重工減速機廠、杭州前進齒輪箱廠和德陽二重等主要齒輪箱制造企業(yè)生產的大型風電機組齒輪箱，供貨能力充足，質量已有明顯提高;中材科技、保定惠騰、連云港中復連眾等葉片制造企業(yè)供貨能力充足，質量已有明顯提高，國內已能生產長達48.8m, 與3兆瓦風電機組配套的大尺寸葉片，與6MW風電機組配套的葉片也已經下線;永濟電機廠、蘭州電機廠生產的發(fā)電機等產品批量大，質量有很大提高。從2013年上海第七屆風能展的情況看，我國風電設備的產業(yè)鏈已經形成，為今后的快速發(fā)展奠定了穩(wěn)固的基礎。我國在某些基礎結構件、鑄鍛件等領域已經具有優(yōu)勢，不僅能滿足國內市場需求，而且已經向國際市場供貨。

　　北京科諾偉業(yè)能源科技有限公司、深圳禾旺電氣、合肥陽光電源有限公司、北京清能華福風電技術有限公司、天津瑞能電氣、金風天誠科創(chuàng)、龍源電氣、九州電氣等10多家企業(yè)已具備兆瓦級風電機組變流器研發(fā)、生產和供貨能力。

　　10、葉片技術發(fā)展趨勢

　　隨著風電機組尺寸的增大，葉片的長度也變得更長，為了使葉片的尖部不與塔架相碰，設計的主要思路是增加葉片的剛度。為了減少重力和保持頻率，則需要降低葉片的重量。好的疲勞特性和好的減振結構有助于保證葉片長期的工作壽命。

　　額外的葉片狀況檢測設備將被開發(fā)出來并安裝在風電機組上，以便在葉片結構中的裂紋發(fā)展成致命損壞之前或風電機組整機損壞之前警示操作者。對于陸上風電機組來說，不久這種檢測設備就會成為必備品。

　　為了增加葉片的個剛度并防止它由于彎曲而碰到塔架，在長度大于50米的葉片上將廣泛使用強化碳纖維材料。

　　為了方便兆瓦級葉片的道路運輸，某些公司已經研究把葉片制作成兩段的技術。例如使葉片由內、外兩段葉片組成，靠近葉根的內段由鋼制造，外包玻璃鋼殼體形成氣動形狀表面。

　　11、風電場建設和運營的技術水平日益提高

　　隨著投資者對風電場建設前期的評估工作和建成后運行質量的越來越高的要求，國外已經針對風資源的測試與評估開發(fā)出了許多先進測試設備和評估軟件。在風電場選址，特別是選址方面已經開發(fā)了商業(yè)化的應用軟件。在風電機組布局及電力輸配電系統(tǒng)的設計上也開發(fā)出了成熟軟件。國外還對風電機組和風電場的短期及長期發(fā)電量預測做了很多研究，取得了重大進步，預測精確度可達90%以上。

　　12、惡劣氣候環(huán)境下的風電機組可靠性得到重視。

　　由于中國的北方具有沙塵暴、低溫、冰雪、雷暴，東南沿海具有臺風、鹽霧，西南地區(qū)具有高海拔等惡劣氣候特點，惡劣氣候環(huán)境已對風電機組造成很大的影響，包括增加維護工作量，減少發(fā)電量，嚴重時還導致風電機組損壞。因此，在風電機組設計和運行時，必須具有一定的防范措施，以提高風電機組抗惡劣氣候環(huán)境的能力，減少損失。因此，近年來中國的風電機組研發(fā)單位在防風沙、抗低溫、防雷擊、抗臺風、防鹽霧等方面著手開發(fā)了適應惡劣氣候環(huán)境下的風電機組，以確保風電機組在惡劣氣候條件下的風電場能夠可靠運行，提高發(fā)電量。

　　13、低電壓穿越技術得到應用

　　隨著風電機組單機容量的不斷增大和風電場規(guī)模的不斷擴大，風電機組與電網間的相互影響已日趨嚴重。一旦電網發(fā)生故障迫使大面積風電機組因自身保護而脫網的話，將嚴重影響電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。因此，隨著接入電網的風力發(fā)電機容量的不斷增加，電網對其要求越來越高，通常情況下要求發(fā)電機組在電網故障出現(xiàn)電壓跌落的情況下不脫網運行(fault ride-through)，并在故障切除后能盡快幫助電力系統(tǒng)恢復穩(wěn)定運行，也就是說，要求風電機組具有一定低電壓穿越(low voltage ride-through)能力。隨著風力發(fā)電裝機容量的不斷增大，我國的電網系統(tǒng)運行導則對風電機組的低電壓穿越(LVRT)能力做出了規(guī)定。目前，我國的兆瓦級風電機組在電網電壓跌落情況下，能夠采取相應的應對措施，確保風電系統(tǒng)的安全運行并實現(xiàn)LVRT功能。目前，我國已有三十多家企業(yè)的風電機組產品具備了低電壓穿越性能，二十多種機組通過了中國電力科學院的低電壓穿越性能試驗。

　　14、海上風電技術成為重要發(fā)展方向

　　在我國，隨著海上風電場規(guī)劃規(guī)模的不斷擴大，各主要風電機組整機制造廠都積極投入大功率海上風電機組的研制工作。華銳率先推出3MW海上風電機組，并在上海東海大橋海上風電場批量投入并網運行。華銳公司江蘇鹽城海上風電機組研發(fā)基地制造的6MW海上風電機組，已于2011年10月在江蘇射陽縣臨港產業(yè)區(qū)完成首臺機組的吊裝。金風公司在江蘇大豐縣建設海上風電機組研發(fā)基地研制的6MW直驅式海上風電機組已經下線。湖南湘電收購了荷蘭達爾文公司，合作研發(fā)的5MW海上直驅永磁風電機組已經投入運行。重慶海裝在國家科技部支持下，成立了“海上風力發(fā)電工程技術研發(fā)中心”，形成了全套產業(yè)鏈的整合，完成了5 MW海上風電機組的研發(fā)。國電聯(lián)合動力研制的6MW海上風電機組已經安裝試運行。東方汽輪機研制的5.5MW海上風電機組已經下線，明陽風電、上海電氣、南車株洲電力、浙江運達等都在全力研制大型海上風電機組。