風力發電機組及風電行業的發展
發布時間：2016-12-12 15:48

風力發電機組

風力發電電源由風力發電機組組、支撐發電機組的塔架、蓄電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網控制器、蓄電池組等組成;風力發電機組包括風輪、發電機;風輪中含葉片、輪轂、加固件等組成;它有葉片受風力旋轉發電、發電機機頭轉動等功能。風速選擇:低風速風力發電機能有效提升風力發電機在低風速區域的風能利用，在年平均風速小于3.5m/s,且無臺風的地區，推薦選用低風速產品。

據《2013-2017年中國風力發電機組行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》數據顯示，2012年5月各發電機組類型發電量情況:按發電機組類型來看:水電發電量2226億千瓦時，同比增長7.8%，由于河流來水較好，增速已明顯回升;火電發電量15776億千瓦時，同比增長4.1%，增速繼續回落;核電發電量394億千瓦時，同比增長12.5%，增速低于上年同期;風力發電量424億千瓦時，同比增長24.2%，仍維持較快增長。

2012年12月各發電機組類型發電量情況:按發電機組類型來看:水電發電量8641億千瓦時，同比增長29.3%，全年實現大幅增長;火電發電量39108億千瓦時，同比增長0.3%，實現微幅增長;核電發電量982億千瓦時，同比增長12.6%，增速低于去年;風力發電量1004億千瓦時，同比增長35.5%，維持較快增長。

現狀

近年來，新興市場的風電發展迅速。在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，中國的風電特別是風電設備制造業也迅速崛起，已經成為全球風電最為活躍的場所。2006年全球風電資金中9%投向了中國，總額達16.2億歐元(約162.7億元人民幣)。2007年，中國風電裝機容量已排名世界第五。

《中國風力發電機組全景評估與發展趨勢研究報告》分析中國巨大的風電市場以及廉價的勞動力成本，吸引了大量國外風電巨頭紛紛在中國設廠，或采取與國內企業合資的方式，生產的產品都被貼上了中國制造的標簽。中國制造的風電設備產品占據越來越大的市場份額，風機產品正在經歷一個由全球制造向中國制造的轉變。

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量約2.53億千瓦。近5年來，世界風能市場每年都以40%的速度增長。預計未來20-25年內，世界風能市場每年將遞增25%。現在，風能發電成本已經下降到1980年的1/5。隨著技術進步和環保事業的發展，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。隨著電力行業競爭的不斷加劇，國內優秀的電力企業越來越重視對行業市場的研究，特別是產業環境的深度研究。

隨著風電產業近年來的快速發展，目前國內大型風力發電機組制造技術已經趨向成熟，而作為風電機組的核心技術，風電機組控制技術被國外壟斷;同時，由于風力發電電能質量差，風電場并網問題已經成為了制約風電發展的又一大瓶頸，解決大規模風電并網問題迫在眉睫。

本項目旨在對制約我國風電發展的風電機組控制系統控制和風電場并網兩大技術領域進行研究，研制出自主知識產權的2.0MW風電機組主控、變槳距、變流系統;搭建控制系統仿真試驗平臺以及變流器全功率試驗平臺。開發出風電場并網全動態無功補償裝置，有效解決風電并網電能質量問題，搭建風電場并網全動態無功補償裝置試驗平臺。同時開發出風電機組在線監測與故障診斷系統為風電機組的安全運行提供保障。

優勢

由于風電屬于新能源范疇，無論是成本還是技術同傳統的火電、水電相比還有較大的差距，因而風電的快速發展需要國家政策的大力扶持。縱觀風電發展迅速的國家如德國、西班牙、印度，無一例外地都給予風電產業巨大的政策優惠。中國對風電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對象也由過去的注重發電轉向了注重扶持國內風電設備制造。國家的政策支持將是風電設備制造業迅猛發展的根本保障，隨著中國國產風機設備的自主制造能力不斷加強，國家的政策支持力度也將越來越大，風電設備制造業面臨難得的歷史發展機遇。

中國正逢風電發展的大好時機，風電設備市場需求增加。另外，除了風電設備整機需求不斷增加之外，葉片、齒輪箱、大型軸承、電控等風電設備零部件的供給能力仍不能完全滿足需求，市場增長潛力巨大。因此中國風電設備制造業景氣持續。

工作方式

風力發電機組進行發電時，都要保證輸出電頻率恒定。這無論對于風機并網發電還是風光互補發電都非常必要。 要保證風電的頻率恒定，一種方式就是保證發電機的恒定轉速，即恒速恒頻的運行方式，因為發電機由風力機經過傳動裝置進行驅動運轉，所以這種方式無疑要恒定風力機的轉速，這種方式會影響到風能的轉換效率;另一種方式就是發電機轉速隨風速變化，通過其它的手段保證輸出電能的頻率恒定，即變速恒頻運行。風力機的風能利用系數跟葉尖速比(葉輪尖的線速與風速的比值)有關，存在某一確定的葉尖速比，使Cp達到最大值。因此，在變速恒頻運行方式下，風力機和發電機的轉速可在很大范圍內變化而不影響輸出電能的頻率。因此風力發電機組經常用變速恒頻法保證輸出頻率恒定。

安裝選址

風速及風向的變化對風力發電機的發電量有著較大的影響，通常，塔架越高，風速越大，氣流越平穩，發電量越大。因此風力發電機的選址應慎重考慮，每一次安裝都不同，而且要考慮塔筒高、電池組的距離、當地規劃要求以及建筑和樹木這些障礙物等因素。風機安裝與選址具體要求如下:

風力發電機組推薦的最小塔高是8米或距離障礙物5米以上安裝范圍中心的100m范圍之內盡量沒有障礙物;

相鄰兩臺風機的安裝應保持在8~10倍風輪直徑的距離;風機選址應避開紊流。選擇年平均風速較大的地區，具有較穩定的盛行風向，且風速的日變化與季變化小;

風機高度范圍內的垂直方向的風速切變要小;選擇盡可能少的自然災害的地方;

選擇安裝位置時安全是首要關注的。因此，即使是在一個風速資源較不理想的地方安裝風力發電機，安裝時風輪葉片不得旋轉。