能源电力

浅谈我国风力发电机制造现状及发展趋势

150000 哈尔滨电机厂有限责任公司（黑龙江哈尔滨） 贺云龙

【摘 要】自1986年建设第一个示范风电场至今，经过近25

年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的统计数据，截止2010年底，全国累计安装风电机组18650多台。本文就我国风力发电机制造的现状进行深入分析。

【关键词】风力发电机；制造；现状；发展趋势1、引言

风力发电机就是利用风能为动力的发电装置，它充分利用自然能，即节能又环保。自1986年建设第一个示范风电场至今，经过近25年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的统计数据，截止2010年底，全国累计安装风电机组18650多台，装机规模约1917.2万千瓦，装机增长率为138%。本文就我国风力发电机制造的现状进行深入分析。

2、风力发电机的组成及分类

风力发电机主要部件有叶片、齿轮箱、发电机、控制系统、变流器、塔架、偏航系统、轮毂、变桨系统和主轴等几部分组成。根据叶轮驱动发电机的方式，风力发电机组有三个类型：第一种为双馈式，第二种为直驱式，第三种为半直驱式。

3、我国风力发电机制造的现状

3.1生产厂家较少

目前能够具有自主知识产权并切合中国实际的风电整机设计、制造企业很少，这个实际是指中国风资源情况、电网情况、地域情况等。仅依靠国外风机机型的生产许可证生产的风力发电机，其原型是按照该国的气候、地域、电网等条件设计的，应用到中国就会出现“水土不服”的问题，因此完全依靠它，远不能满足我国风电发展的需求。

3.2质量难以保证按照科学发展观，坚持保证风机设备的制造质量。我国多数风电设备制造企业，进入风电设备制造领域时间很短，大多只有5年左右的时间，经验不足，在目前风电大发展的形势下，有些急于求成，有的样机还没有试运转就已经拿到不少订单，这样就不能保证质量，质量无法保证的话，那么风电场将无法正常运转。另外，配套的关键部件（包括齿轮箱、轴承等）存在着质量不稳定、数量供应不上的问题，这样也会使整机容易出问题。我们只要考察在我国独资建厂生产风电整机的外企企业，如维斯塔、Gamesa、Suzlon公司以及生产关键零部件的ABB、LM公司等是如何看待质量问题的，就知道它们是如何严把质量关的，因此我们必须要向它们学习，切实保障产品质量。国内风电设备零部件企业，没有形成专业化的有效分工与取得并应用国外经验。零部件的专业化生产是提高风力发电机整机产品质量和降低整机生产成本的有效方式。这一点值得我们认真研究、学习。

3.3缺乏检测标准

我国风电设备制造业在制度化的体制建设方面存在漏洞，也就是说缺乏完整的产品标准和检测、认证体系，无法保证风电产品能够达到高标准、高质量，目前正在做但不完善。

3.4人才需求较大在人才培养方面，缺乏高中级的人才，比如设计、安装、调试人才和风电设备维修人才。亟需通过各种政策加大人才培养力度。

3.5扶植政策还需要改进比如上网电价定的太低、税收方面过高都会影响风电设备制造业的健康发展。电价制定应该灵活，例如现在由于原料物

价上涨，如果按照以前风电上网的电价执行，那么风电场经营

者将难以为继，这样就很难保障风力发电设备制造业的健康发展。

4、我国风力发电机制造的发展趋势

4.1风力发电机单机容量大型化

大型风力发电机可以减少占地量，降低成本和单位功率造价，有利于提高风能利用效率。1997 年之前，全球MW 级机组的市场份额还不到10％，2001 年超过50%，2002 年达到62.1％，2003 年全球安装的风电机组平均单机容量达1.2MW；我国风电机组单机容量也从600kW 逐步走向MW 级。此外，海上风电场的建设也需要单机容量更大的机组。可以预见，兆瓦级风力发电机组将在风电市场特别是海上风电场中占主导地位。

4.2风力发电机直驱式

目前绝大多风电系统中的发电机与风轮是通过变速齿轮相连而不是直接相连。这种机械结构不仅降低了系统的效率，增加了系统的成本，而且很容易出现故障。直驱式风力发电机的出现，省去变速齿轮箱，减少了能量损失、降低了发电成本和噪声。它不仅增加了系统的稳定性，提高了系统的效率和可靠性，而且特别适合于变速恒频的风电控制系统，因此直驱式也成为风力发电系统中发电机的主流发展方向。

4.3风力发电机无刷化

无刷化可提高系统的可靠性，实现免维护，从而提高发电效率。

4.4风力发电机永磁化采用永磁风力发电机，不仅可以提高发电机的效率，而且能在增大电机容量的同时，减少体积，也是风力发电机的发展趋势之一。

4.5风力发电机成本降低化风力发电机因风速不稳定，故其输出的电压变化很大，须经充电器整流稳压后，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的

把电瓶里电能变成化学能。然后通过有保护电路的逆变电源，

的化学能转变成交流220V市电，才能保证正常使用。虽然风力发电有很多优点，但存在一个根本问题，风电成本高一直是影响风电产业发展最大制约因素，风电成本主要取决于风电机组的成本和维护成本。风电虽然不烧煤，但是初始投资大。由于风电设备造价要大大高于火电，火电设备建设成本每千瓦约4000元—5000元，风电则为8000元—10000元。而风电的年等效利用小时又小于火电，因此在不考虑环境等外部效益的情况下，同火电相比，风电的成本其实并不低。根据有关部门的统计，在现有条件下，风力发电的平均成本在0.60元/度左右，如果采用进口设备，则需要更高的电价，因为风电机组进口设备的售价要比国内设备高出30%，而设备成本占到了发电成本的80%，由于设备过于依赖进口，直接导致我国风电成本上升。所以风电虽无污染、能再生，是十分理想的清洁而又可持续发展的能源，却无法大力推广。降低成本、提高发电效率、增加寿命一直是风电技术所追求的目标。为此，合理的选择机型至关重要。水平轴风力机设计技术复杂，重几十吨的机舱需安装在近百米的高空，功率存在偏航损失等，垂直轴风力发电系统力学性能好、结构简单、成本低，具有竞争优势。所以垂直轴风力发电机是未来风电的发展方向。

参考文献

[1]王帅.对风力发电机组设备优化选型的探讨[J].电力技术，2010.02.

《科技与企业》杂志 2011年第7期 197