风力发电简介

2020/6/31风力发电产业介绍2020/6/32一、世界风电发展状况世界风力发电持续快速发展根据世界风能协会（WWEA）统计，1996年世界风电总装机容量为607万KW，2007年为9385万千瓦，2008年达到1.2亿千瓦。08年世界当年风电装机为2705万千瓦，增速达到28.8％。2008年世界风力发电机组市场规模达到475亿美元。2008年底全球1.2亿千瓦的风电总装机容量，意味着每年发电260TWh，可以减少二氧化碳排放1.58亿吨。2020/6/331997年到2008年世界风力发电装机1997年-2008年世界风力发电装机（MW）020000400006000080000100000120000140000装机容量（MW）051015202530354045增长率%装机容量（MW）74759663136961803924320311643929047693590337415393849121000增长率（%）29.341.731.734.828.126.121.423.825.626.527.91997199819992000200120022003200420052006200720082020/6/342003-2008年世界风力发电装机容量前十位国家2020/6/352009-2030年世界风电装机预测2009年-2030年世界风电累计装机预测（万千瓦）050000100000150000020406080100120140装机容量（万千瓦）14338172283789570933142044增长率（%）222012087100200920102015202020302020/6/362008年世界排名前十位的整机制造商2020/6/37二、中国风力发电发展状况中国风能资源本世纪初据中国气象科学研究院的初步测算在陆地离地10m高度处，可开发储量为2.53亿kW；海上可开发储量为7.5亿kW，总计约10亿kW。2007年中国气象局风能太阳能研究中心提供的最新测算数据，中国可开发利用风力资源约为：陆上8亿千瓦，近海1.5亿千瓦。主要分布在东南沿海及附近岛屿，内蒙古、新疆和甘肃河西走廊，以及华北和青藏高原的部分地区。2020/6/38中国风力发电快速发展随着《可再生能源法》的实施和京都议定书协议的生效，国家加大了对可再生能源支持的力度，风力发电产业得到了连续快速发展，出现了风电热。我国风电增长速度已连续三年超过100%。2008年我国新增风电装机容量624.6万千瓦，累计装机容量为1215.2万千瓦，现规模已位居世界第四，风电占全国电力装机总容量的1.5%。风机制造业快速发展，主机生产企业已有70余家，国产化风机的装机数量所占比例也在逐年增加，08年已达到72%。2020/6/39中国风力发电快速发展2020/6/310新疆达板城风电场2020/6/311广东南澳风电场2020/6/312承德风电场2020/6/313风电场图片（内蒙辉腾西勒）2020/6/314中国风电市场将持续高速发展根据国家能源局最新规划，2020年全国风力发电装机将达到1亿千瓦。从2009年到2020年国内新增风电装机容量平均每年将达到740万千瓦，投入风电场的资金将达到660亿元—740亿元，其中风机设备将达到444亿元。国家能源局已规划将在6个地区建设千万千瓦级的风电场：甘肃酒泉1100万千瓦；新疆哈密2000万千瓦；内蒙西部2000万千瓦；内蒙东部3000万千瓦；河北1000万千瓦；江苏1000万千瓦（含700万海上风场）2020/6/315失速调节主动失速定速变速控制齿轮箱变距调节变速调节无齿轮箱三、风力发电机组技术简介大型风力发电机组发展趋势2020/6/316失速型风力发电机组定桨距失速型风力发电机组是通过风轮叶片失速来控制风力发电机组在大风时的功率输出，以及通过叶尖扰流器来实现极端情况下的安全停机问题。变桨距失速型（主动失速型）风力发电机组在低风速时通过改变桨距角或保持一定的桨距角，使其功率输出增加，而在高风速时通过改变叶片桨距角来控制功率输出。2020/6/317失速型风力发电系统2020/6/318首台国产化率超过90%的600kW风力发电机组1999年国内首台国产化率到达到93%的风电机组新疆金风科技公司600KW主机，中航惠腾公司叶片2020/6/319750kW风力发电机组750kW风力发电机组(新疆金风科技股份有限公司)(浙江运达风力发电工程有限公司)750KW风机2020/6/320双馈变速恒频型风力发电机组双馈变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节，同时采用双馈型发电机，发电机可以变速，并输出恒频恒压电能。在低于额定风速时，它通过改变转速和叶片桨距角使风力发电机组在最佳尖速比下运行，输出最大的功率，而在高风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组功率输出稳定在额定功率。2020/6/321双馈变速恒频型风力发电系统2020/6/322华锐（大连重工）1.5兆瓦风机2020/6/3231.5MW变速恒频双馈型风电机组东方汽轮机厂2020/6/324直驱型风力发电机组直驱型风力发电机组是无齿轮箱的变桨距变速风力发电机组，风轮轴直接与低速发电机连接。直驱型风力发电机组要采用全功率变流器。2020/6/325直驱型风力发电系统2020/6/326直驱型风力发电机组1基座2偏航系统3发电机定子4发电机转子5轮毂6叶片2020/6/327直驱型风力发电机组2020/6/328ENERCONE112风力发电机组2020/6/3291.5MW直驱型风电机组首台样机已于2005年5月安装投入试运行(国产化率40%)2007年，1.5MW直驱型风机已装官厅水库33台（其中有3台用惠腾叶片）2020/6/330混合型风力发电机组混合型风力发电机组采用单级齿轮箱和中速发电机，是直驱型风力发电机组和传统型风力发电机组的混合。混合型风力发电机组也要采用全功率变流器。2020/6/331混合型风力发电机组2020/6/3321轴承2单级行星齿轮3永磁发电机4电驱变距系统WinWinDWWD-1风力发电机组2020/6/333海上风力发电快速发展发展海上风电是国际上风电发展的一个方向。目前，海上风电技术日趋成熟，并开始进入规模化开发阶段。至2006年止，世界海上风电总装机容量已达80万千瓦，主要集中在丹麦和英国。欧洲在开发海上风能方面依然走在世界前列。据专家预计，到2010年和2020年，欧洲海上风电总装机容量将分别达到1000万千瓦和7000万千瓦。2020/6/334海上风力发电快速发展2020/6/335丹麦海滩风电场建设海上风电场2020/6/336海上风电场2020/6/337海上风电场2020/6/338MultibridM5000风力发电机组2020/6/339Repower5MW风力发电机组2020/6/340四、中国风机制造产业介绍风电整机制造发展迅速，已明确进入风电整机制造业的企业有50多家，到2008年底进入风电场运行的整机厂家有23家。其中排名前三位华锐（140万千瓦）、金风（113万千瓦）、东汽（105万千），共占据风电设备市场份额的54%。2020/6/3412020/6/342国外品牌风电机组在中国设厂•在国有制造企业纷纷转向风电产业的同时，国外知名的风电设备制造企业也看好中国的风电市场，纷纷在中国设立制造厂•丹麦的Vestas公司、美国GE能源集团、西班牙Gamesa公司印度Suzlon公司独资建厂。•西班牙EHN集团、德国Nordex公司等采取合资建厂的方式。•国外品牌风电机组进入风电市场对于中国风电产业既是一种促进，也是一种挑战，竞争的市场环境是对国内企业自身能力的一种考验。2020/6/343整机的发展带动了部件制造风力发电机的主要部件有：风机叶片、发电机、齿轮箱、控制器、变流器、偏航系统。其他部件有液压刹车系统、散热器、连轴器、轴承等。塔架和结构件包括轮毂、主轴、机舱底坐、法兰盘等。国内为风机厂配套大部件的生产厂数量猛增，国产化比例超过90%。2020/6/344兆瓦级风电机组零部件—齿轮箱南京高速齿轮制造有限公司重庆重齿风力发电齿轮箱有限责任公司2020/6/345风轮叶片制造2020/6/346北京科诺伟业公司兆瓦级风电机组零部件—电控系统2020/6/347风机塔架2020/6/348风机主轴2020/6/349风机轮毂2020/6/350国产风机轮毂2020/6/351风机轴承2020/6/352风机变距轴承2020/6/353偏航电机和变桨电机2020/6/354风机连轴器2020/6/355风机刹车系统2020/6/356风机基础法兰盘加工2020/6/357整机装配2020/6/358整机装配2020/6/359风机基础2020/6/360海上风电叶片运输2020/6/361叶片吊装2020/6/362风机的吊装2020/6/3631.5MW叶片海上风场运行2007年11月8日，由中海油投资的第一台海上风力发电机组安装运行，其中主机采用金风科技公司研发的1.5MW永磁直驱风力发电机组，叶片为HT34型叶片。2020/6/364进入风机制造产业应该注意的问题注重产品研发，开发出具有自主知识产权的产品对引进的技术应加快消化吸收再创新的步伐注重产品质量，风机主要设备装在60米高空，大部件出现故障维修成本非常高中国风电场在北方，最低温度可到零下40度，极端温度可到零下50度。而欧洲一般为零下20-30度，因此在金属件选材、叶片低温时的震动、低温润滑油、控制器电子元件低温性能等都比欧洲运行有更苛刻要求。中国南方沿海地区受台风影响严重，2003年10月受台风影响，广东惠来风场损坏了27片叶片；2006年8月，浙江苍南风电场遭“桑美”台风袭击，风速超过每秒70米，风电场28台风机中，20台均受严重损害，部分彻底报废。2020/6/365风电机组抗低温设计2020/6/366中航工业风力发电产业的发展思路发挥集团优势，统一组织、统一规划、统一协调，举全集团之力，全面进入风电产业。以风电场的建设和运营为牵引、以风机和关键零部件的制造为核心，形成全价值链发展风电产业的模式，打造专业化公司，形成集团风电品牌。从研发、市场、管理多方面入手，加强对风电装备配套单位综合能力的建设，提高核心配套能力。具体依据以下几个发展原则：1、全价值链快速成长的原则；2、集中整体优势，统一组织、重点突破的原则；3、专业化发展的原则；4、充分利用内外部资源的原则；5、国际化开拓的原则。2020/6/3672020/6/368航空工业发展风电产业总体目标–到2015年达到年销售收入830亿元的规模，其中风电整机及零部件实现销售收入480亿元，风场建设及投资运营实现销售收350亿元；–到2017年共实现销售收入1000亿元，占全国市场规模的10％以上。–在风电投资领域，通过有计划、分步骤地发展，计划到2017年，集团风力发电总装机容量达到1000万千瓦规模。2020/6/369风力发电机运行过程中,齿轮箱、发电机、控制系统等部件会产生大量的热量,为了确保发电机组长期安全稳定运行,需要对以上部件进行有效冷却。早期的风力发电机由于功率较小,其发热量也不大,只需通过自然通风就可以达到冷却要求。随着风力发电机的功率逐步增大,自然通风已经无法满足机组的冷却需求,目前运行的风力发电机组普遍采用强制风冷却和液冷的冷却方式。目前采用的风力发电冷却技术：1.强制风冷的冷却方式；2.液冷的冷却方式。2020/6/370永红与Vestas的合作全球每三台风机中便有一台是由维斯塔斯安装的，风机总装机量已超过33,500台。永红公司已经成为该公司战略供应商，在某些机型上，永红的配套份额已经超过60%。2020/6/371永红与Vestas迅速/全面的合作Vestas项目永红配套冷却器项目说明书KW-V52-850KWVSR-4721.65MW–V82-1.6