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1、一、风力发电行业的发呈现状1.世界风力发电行业的发呈现状根据全球风能理事会的记录数据，截至底，世界风电总装机容量达到12079万千瓦，这意味着每年发电2600亿千瓦时，减少二氧化碳排放1.58亿吨。总装机容量排在前五位的国家依次是美国、德国、西班牙、中国和印度，她们的装机容量总和占世界装机容量的72.6%，即8768万千瓦。美国的合计装机容量达到2517万千瓦，占世界装机总量的20.8，超过德国，成为世界第一。 ，全球新增装机容量2706万千瓦，新增装机容量排在前五位的国家是美国、中国、印度、德国和西班牙。中国在世界新增装机容量中所占比例为23%。2.中国风力发电行业的发呈现状自1986年建设
2、山东荣成第一种示范风电场至今，通过近23年的努力，风电场装机规模不断扩大。根据中国风能协会的记录数据，截止底，全国合计安装风电机组11600多台，装机规模约1215.3万千瓦，装机增长率为106%。装机分布在24个省（市、自治区），比增长了重庆、江西和云南三个省市。合计装机容量排名前五位的省依次是内蒙古、辽宁、河北、吉林和黑龙江。在合计装机中，中国内资与合资公司产品占61.8%，金风科技的份额最大，占合计总装机的21.6%。外资公司产品占38.2%，西班牙歌美飒（Gamesa）的份额最大，占合计总装机的12.8%。内资（合资）公司新增装机容量排名前十位的依次是华锐、金风、东汽、运达、上海电气、
3、明阳、航天安迅能、湘电、常牵新誉和北重。前三位华锐、金风和东汽的新增装机容量总和约为359万千瓦，占新增装机比例为57.43%。数据来源：中国风能协会二、风力发电机1.风力发电机的构成风力发电机重要部件有叶片、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构成。风力发电机组中各部分零部件占总装机成本的比例如表1所示。表1：风力发电机组中各部分零部件占总装机成本的比例部件名称占总成本比例部件名称占总成本比例部件名称占总成本比例叶片23.3%塔筒18.9%齿轮箱16.2%变流器7.3%控制器5.0%变桨系统3.9%变压器3.59%发电机3.4%轮毂3.0%机架2.8
4、%主轴2.2%偏航2.0%机舱罩1.9%热互换系统1.3%轴承1.22%螺栓1.04%电缆0.96%制动系统0.6%2.风力发电机的分类和技术特点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，即叶轮轮毂通过多级齿轮增速箱驱动双馈异步发电机；第二种为直驱式，由叶轮直接驱动多极同步发电机；第三种为半直驱式，由叶轮通过单级增速装置驱动多极同步发电机，是直驱式和老式型风力发电机的混合。双馈式风力发电机组的特点是采用了多级齿轮箱驱动有刷双馈式异步发电机。它的发电机的转速高，转矩小，重量轻，体积小，变流器容量小，但齿轮箱的运营维护成本高且存在机械运营损耗。直驱式风力发电机组在传动链中省
5、掉了齿轮箱，将风轮与低速同步发电机直接连接，然后通过变流器全变流上网，减少了机械故障的概率和定期维护的成本，同步提高了风电转换效率和运营可靠性，但是电机体积大、价格高。根据励磁方式的不同，这种低速同步发电机可分为永磁式、电励磁和混合励磁式三类。半直驱式风力发电机组也规定全功率逆变器。现多采用一级增速加双馈异步发电机或永磁同步发电机，一般均为中速机。这种机组与直驱式比较减小了发电机的体积，与双馈式比较减小了齿轮箱的体积、减少齿轮箱的制导致本和运营维护成本。图1：清能华福1.5MW变流器在风电场并网目前应用最广泛的风力发电机组为双馈异步式风力发电机和永磁直驱同步风力发电机。表2是对这两个机型的比较
6、。表2：双馈异步式风力发电机和永磁直驱同步风力发电机的比较 双馈式风电机组永磁直驱式风电机组构造有齿轮箱，维护成本高无齿轮箱, 机组机械构造简朴变流器容量全功率的1/3全功率逆变电机造价/尺寸/重量低/小/轻高/大/重电机滑环一般每一年更换滑环一次无滑环电网电压忽然减少的影响电机端电流迅速升高，电机扭矩迅速增大电流维持稳定，扭矩保持不便控制控制回路多，控制复杂些，但控制灵活控制回路少，控制简朴电机种类励磁永磁，设计时要考虑永磁体退磁问题三、1.5MW双馈异步风力发电机变流器1.变流器的系统构成双馈异步风力发电机变流器由主电路系统、配电路系统及控制系统构成。（1）主回路转子侧逆变器(Rotor
7、Inverter)直流母线单元(DC Bus)电网侧整流器(Grid Rectifier)（2）配电系统及控制系统配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等构成，自身集成有并网控制系统，顾客不必再配备并网柜，提高了系统集成度，节省了机舱空间，柜中还提供供调试的220V电源。 控制器由高速数字信号解决器（DSP）、人机操作界面和PLC共同构成。整个控制系统配备UPS，便于电压跌落时系统具有不间断运营能力。2.以清能华福自主研制的QHVERT-DFIG型1.5MW双馈异步风电机变流器（如下简称1.5MW变流器）为例（1）1.5MW变流器的系统功能和技术特性QHVERT-DFIG变流器采用了拥
8、有自主知识产权的“基于双DSP的全数字化矢量控制方略”的核心技术，采用该技术可以优化风力发电系统的运营，实现宽风速范畴内的变速恒频发电，改善风机效率和传播链的工作状况，减少发电机损耗，提高运营效率，提高风能运用率。QHVERT-DFIG变流器具有如下某些特点：优秀的控制性能；完备的保护功能；良好的电网适应能力；具有高可靠性，适应高下温、高海拔等恶劣地区运营；提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据顾客规定扩展），顾客可通过这些接口以便的实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统的集成控制。模块化设计，组合式构造，安装维护便捷；丰富的备品备件；专业、迅速的技术服务。（2）1.5MW变流器的重要技术参数额定容量：700kVA对发电机规定：双馈异步风力发电机输出电流正弦波失真率：3%功率因数：容性0.9感性0.9 可调变流器效率：97.5%
风力发电设备制造行业发展现状
