1.5MW风力发电机组开发研制及国产化项目可行性研究报告(2)

2018-12-17 10:43

国家掌握大型风力发电组制造技术。

在风力机制造方面技术先进、装备能力强的国家,主要有丹麦、德国、西班牙、美国、荷兰等国家。随电力电子技术的发展,新型发电机的开发以及新材料的应用,风力发电机的发展趋势主要体现在单机容量不断增大。1996年时主流风电机的功率为600KW左右,目前已上升到兆瓦级的机组。欧洲上述几个国家新装单机容量已达1200KW左右,2兆瓦级以上风电机组已在成批生产。5MW级的机组已在试验生产了。其中必然要采用一些新的复合材料和新的技术。

例如:单机容量不断增大、叶片长度也不断增长,2MW风力机风轮直径达80m。目前最长的桨叶已经做到50m。

在中、大型风电机的设计中,采用更高的塔架,以捕获更多的风能。在地处平坦的地带的风力机,在50 m高捕捉的风能要比在30 m高处多20%。5MW海上风力机,塔高100 m风轮直径达100 m,真是令人惊叹。

随着电力电子技术的发展,近几年来变桨、变速、恒频风力发电机受到青睐和开发应用。特别是一种采用双反馈发电机技术的变速风力机,纷纷被用于一些较大容量的风力机上。其叶轮的转速随风速而改变,通过大功率电力电子变换器,用转速与电网频率之差的信号改变转子电流频率,使发电机的交流电输出与电网保持同频率。由于它被设计成在几乎所有的风况下都运行在相应风速下效率曲线的最高点,试验表明,在平均风速6.7 m/s时,变速风电机要比恒速风电机多捕获15%的风能。无齿轮箱直驱式、变桨、变速恒频风电机将是今后风电机的发展趋势和方向。

根据丹麦BTM咨询公司对世界风电开发市场调查最新报导,世界风电装机容量在未来的五年内将以平均每年21%的速度增长。2002年世界风电装机容量已达

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到32039MW(包括海洋)。到2007年世界总装机容量将达到83317MW。并且在未来10年内将有177000MW容量的风力机投入运行。

目前,国际市场风电正处在快速增长之中,每年以30%的速度增长。欧洲风能协会和丹麦能源与发展论坛发表了一份研究报告认为:在20年内,风力发电量可满足世界电力需要的10%。

附国外代表产品、技术和公司及2005年底世界各地总装机容量。 详见表2-1、表2-2。

表2-1 国外主要风力发电机制造厂商的产品型号及技术规格

厂 商 所在国 风机型号 额定功率 轮毂高度 机舱质量(t) 切入风速(m/s) 额定风速(m/s) 切出风速(m/s) 风轮直径(m/s) 风轮转速(r/min) 转速控制、 过速控制 发电机类型 并网设备 齿轮箱传动比 主刹车系统 续表2-1

Bonus 丹麦 1.3MW/62 1300/260KW 68/80/90 50 3 14~15 25 62 19/13 联合失速 晶闸变 1:79 半变浆距 Dewind 德国 D6 1000KW 68.5/91.5 43 2.5 11.5 23 62 13.7~22.5 变浆 IGBT逆变器 1:53.5 Enercon 德国 NEGMicon 丹麦 Enercon 德国 E58 70 82 2.5 13 无 58 10~24 变速 变浆 逆变器 E66/15.66 NM1000-250/60 67/85/98 97.4 2.5 13 无 66 8~22 变浆 逆变器 70/80 33.5 3 13 20 60 12/18 失速 晶闸变 1500KW 1000/250KW 1000KW 电 网 控 制 变 极 变 浆、主 动 顺 浆 变速 电 网 控 制 变 级 异步电机 双 馈 异 步 电 机 同步电机 异 步 机变 极 水 冷 同步电机 无齿轮箱 1:83,256 无齿箱 双变浆系统 叶片顺浆 叶尖刹车 叶片顺浆

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厂商 所在国 风电机型号 额定功率 轮毂高度 机舱质量(t) 切入风 速(m/s) 额定风 速(m/s) 切出风 速(m/s) 风 轮直径(m/s) 风 轮 转速(r/min) 转速控制、 Vestas 丹麦 V52-850kW 850kW 22 4 16 25 52 14~31.4 变浆+变速 异 步 电 机 + 最 佳 转 速 Vestas 丹麦 V66-1.75MW 1.75MW 57 4 16 25 66 10.5~24.4 变浆+变速 异 步 电 机 + 最 佳 转 速 V e s t a s 转 换 Vestas 丹麦 V80-2.0MW 2.0MW 60/67/78/100 61.2 4 15 25 80 9~19 NEGMicon 丹麦 NM2000/72 68/80 76 4 14 25 72 18/12 Nordex 德国 N62/1.3MW 60/65/69/85/120 48 3 15 25 60/62 19/12 失速 水 冷 2000/500KW 1.3MW/260KW 44/49/55/60/65 60/67/78 变浆+变速 电网控制变极 电网控制、变极 异 步 电 机 + 异 步 机 变 极 、 异 步 机 变 极 、 最 佳 转 速 V e s t a s 转 换 水 冷 过速控制 变 浆 + 最 佳 转 速 变 浆 + 最 佳 转 速 变 浆 + 最 佳 转 速 主动失速 发电机类型 并网设备 V e s t a s 转 换 系 统 齿轮箱传动比 主刹车系统 1:57.7 叶片顺浆 晶闸管 1:83.531 叶尖刹车 晶闸管 1:79 叶尖刹车 1:79 叶片顺浆

1:100.5 叶片顺浆 表2-2

世界风电装机容量地区及国家分布表(2005年) 单位: 兆瓦

国家或地区 2004年底 非洲和中东 埃及 摩洛哥 突尼斯 其他(1)* 总计 145 54 20 33 252 亚洲 印度 中国 日本 韩国

8

新增 2005年底 85 10 0 2 97 230 64 20 35 349 3000 764 936 69 1430 498 295 29 4430 1260 1231 98

国家或地区 中国台湾 菲律宾 其他(2)* 总计 2004年底 13 0 3 4785 欧洲 欧盟(3)* 欧洲自由贸易联盟(4)* 乌克兰 申请加入欧盟国家(5)* 其他(6)* 总计 34371 169 72 28 7 34647 拉丁美洲和加勒比海地区 哥斯达黎加 加勒比海地区 巴西 阿根廷 哥伦比亚 其他(7)* 总计 71 55 29 26 20 6 207 北美 美国 6725 2431 9149 0 0 0 1 0 5 6 71 55 29 27 20 11 213 6183 110 10 8 5 6316 40504 279 81 28 12 40904 新增 74 25 2 2352 2005年底 87 25 5 7135

*(1)佛得角,伊朗,以色列,约旦,尼日利亚,南非;(2)孟加拉国,印度尼西亚,斯里兰卡;(3)奥地利,比利时,塞浦路斯,捷克斯洛伐克,丹麦,爱沙尼亚,芬兰,法国,德国,希腊,匈牙利,爱尔兰,意大利,拉脱维亚,立陶宛,卢森堡,马耳他,荷兰,波兰,葡萄牙,斯洛伐克,斯洛文尼亚,西班牙,瑞典,英国;(4)冰岛,列支敦士登,挪威,瑞士;(5)保加利亚,克罗地亚,罗马尼亚,土耳其;(6)法罗群岛,俄罗斯;(7)智利,古巴,墨西哥。

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风电世界排名前十名国家在全球风电装机容量中所占比例

世界风电市场各风电机组制造商所占比例

2.2、国内风力发电发展状况及市场需求

2.2.1 原国家计委在”九五”、“乘风”计划中,风电机组国产化的部署招标选定国内总装厂,然后与国外风电机组制造商合资生产。中国西安航空发动机公司

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