美国和英国小型风力发电机市场探讨

第一篇：美国和英国小型风力发电机市场探讨

美国和英国小型风力发电机市场探讨

撰文/郑家鑫

小型风力发电机，简称“小风机”，是指额定功率小于100千瓦的风力发电机。小风机既可进行离网应用，也可进行并网应用。本文旨在探讨美国和英国小型风力发电机市场的发展现状、前景、技术趋势和认证，希望能为中国小风机企业进军欧美市场提供参考。

美国小型风力发电机市场

根据美国风能协会的一项调查，美国共有将近70家小风机生产企业，占全球小风机生产企业数量的34%。在美国有21家企业在生产垂直轴小风机。至少有10家美国企业在制造或计划制造安装在建筑物上的小风机。美国制造商在2008年占全球小风机销售的49%，出口占美国制造商销售的28%。美国在2008年销售的小风机有94%是由美国制造商生产的。美国在2008年销售的50-100kW的小风机中有四分之一是用于风力和柴油混合发电，主要用于偏远地区。美国小风机（容量在100kW以下）市场在2008年增长了78%。这一增长主要是由于私营资本的投资使得制造能力大大增加业界预测美国未来5年内小风机市场会增加30倍，到2013年末会达到1700兆瓦，其中大部分增长得益于美国国会于2008年通过的八年期30%的联邦投资税收抵免。

英国小型风力发电机市场 据英国风能协会估计，英国在2008年的小风机装机容量为7.24兆瓦，如果政策得当，到2020年装机容量将达到1，300兆瓦，2008年英国小风机行业的发电量达到了24.5GWh，如果增长障碍能够得到解决，到2020年英国小风机行业发电量将达到1，700 GWh。到2020年英国小风机的装机数量将超过600，000台。

英国在2008年生产的小风机有50%出口到世界上100多个国家，主要出口机型为0-20kW的风机。到2020年，英国小风机行业的就业人数有望达到5，800人，市场规模超过7.5亿英镑。

小风机制造趋势

小风机制造趋势主要体现在以下几个方面：

效率提升

l 叶片：把效率从将近32%提升到42-45% l 交流发电机：把效率从65-80%提升到90-92% l 逆变器：逆变器效率提升空间不大。

设计

l 继续增加扫风面积以捕捉更多能量。这包括使用新的复合材料和成型工艺。l 减少系统中部件的数量。

l 研究和闪电、腐蚀、轴承润滑、发电机绝缘及电子部件相关的可靠性问题。l 减少单位容量材料用量。l 减少移动部件的使用。

l 改善低风状况下的风机性能。

l 考虑把更多大风机技术融入到商业规模的小风机（21-100kW）设计中，例如齿轮箱、机械制动、变桨距叶片等。

其他

l 采用先进的塔架材料设计以减少安装时间和费用。

l 开发可以更准确的预测给定地点风机能源生产的流程和工具。l 建立一个强大的接受过良好培训的安装工和经销商网络。l 开发先进塔架基座减少安装时间。

l 开发无线基于网络的风机性能监测能力，以把现场检测的频率降到最低。l 继续开发和支持性能标准、认证和第三方设备测试机构。

小风机认证 美国小风机认证

美国小风机认证工作于北京时间2010年2月5日正式启动，由美国小型风力发电机认证委员会（以下简称“小风机认证委”）负责认证工作。

认证的内容包括结构分析和现场测试。现场测试包括电力性能测试、声学测试、安全和功能测试、耐久性测试。现场测试和结构分析的结果记录在一份最终报告中，提交给小风机认证委审核。小风机认证委颁发认证的依据是最终报告的完整性和正确性，以及小风机是否满足美国风能协会标准的所有要求。

认证的合格条件包括：已由合格测试机构对申请认证的风机进行了测试；已经对申请认证的风机进行了结构分析并提交了报告；满足小风机认证委认证政策中的所有要求；申请人已经提交了认证委要求的所有附加信息和材料；所有费用已经支付；认证委已确定申请认证的风机符合认证要求，并颁发认证。小风机认证委负责根据美国风能协会标准认证风机的机械强度、耐久性、功能和性能，NRTL根据新的UL标准认证风机和控制器的电力安全，由专业工程师认证塔架和基础。每一种小风机的配置都将颁发一个单独的认证。

该认证的测试可由三类机构进行：国际标准认可的检测实验室、未经国际标准认可但经小风机认证委评审合格的检测机构、小风机生产企业自身。由国际标准认可的检测实验室进行测试应是成本较低的方案。

该认证可能在加拿大市场也具有效力，具体情况将在与加拿大标准委员会协商后确定。同时，该认证与英国的小风机认证也有类似之处。认证费用在10000美元到45000美元之间。该费用不包括测试费用。

英国小风机认证

英国小风机认证工作由微型电力认证计划办公室负责实施。认证依据是《产品认证计划要求：微型和小型风力发电机》和《英国风能协会小型风力发电机性能和安全标准》。根据《产品认证计划要求：微型和小型风力发电机》，其认证范围是风速11.0m/s时测量的额定输出功率在50kW以内的风机。产品的认证和批准是基于向该认证机构提供了可接受的证据，证明：该产品满足标准；制造商拥有员工、流程和制度确保所交付的产品满足标准。同时，还基于：对制造商及其测试进行定期审查；对于认证机构签署的批准协议的遵守情况，包括同意整改错误。制造商要想获得认证和批准，需要证明其产品满足《英国风能协会小型风力发电机性能和安全标准（2008年2月29日版本）》，还要证明其根据《工厂生产控制要求》建立和维护了质量管理体系。

为促进中国小风机企业在欧美市场获得更好的发展，北京领世咨询有限责任公司已经启动美国和英国小风机认证申请代理业务及相关咨询业务，代表中国企业申请美国和英国的小风机认证。具体情况，请联系领世咨询。

小结

根据上述分析，我们可以得出以下几项结论: l 欧美市场存在着较大的市场潜力，是值得中国企业关注的市场。但要在这些市场获得很好的发展，中国企业需要为自己的产品获得这些市场所接受的认证。l 并网型小风机将成为未来的一个主要增长领域。l 在可预见的未来，独立式小风机依然占据主导地位。

l 安装在建筑物上的风机将成为小风机技术的一种较新应用。

l 随着整个小风机市场的增长，垂直轴风机的作用将加大。但水平轴依然占据着最大的市场份额。

第二篇：小型风力发电机检测标准

GB/T 21407-2008 双馈式变速恒频风力发电机组(单行本完整清晰扫描版)7623KBGBT19960.2-2005 风力发电机组 第2部分 通用试验方法.pdf 235KB

GBT19068.3-2003 离网型风力发电机组 第3部分 风洞试验方法.pdf 238KBGBT19068.2-2003离网型风力发电机组 第2部分 试验方法.pdf 328KB

GBT19068.1-2003离网型风力发电机组 第1部分：技术条件.pdf 176KB

GB/T 21150-2007 失速型风力发电机组 714KB

GB 10760.1-1989 小型风力发电机技术条件.pdf 314KB

JB/T 10705-2007 滚动轴承 风力发电机轴承 单行本完整清晰扫描版 5226KBGB/T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范 454KB

GB/T 19072-2003 风力发电机组 塔架 353KB

GB/T 2900.53-2001 电工术语 风力发电机组 674KB

GB/T 19960.2-2005 风力发电机组 第2 部分：通用试验方法 240KB

GB/T 19960.1-2005 风力发电机组 第1部分：通用技术条件 253KB

GB/T 19073-2003 风力发电机组 齿轮箱 314KB

GB/T 19071.2-2003 风力发电机组 异步发电机 第2 部分 试验方法 177KBGB/T 19071.1-2003风力发电机组 异步发电机 第1 部分 技术条件 264KBGB/T 19070-2003 风力发电机组 控制器 试验方法 303KB

GB/T 19069-2003 风力发电机组 控制器技术条件 817KB

GB/T 18451.2-2003风力发电机组 功率特性试验 IEC 61400-12：1998，IDT 1111KBGB/T 10760.2-2003 离网型风力发电机组用发电机 第2部分 试验方法 293KBGB 18451.1-2001风力发电机组安全要求 1816KB

GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法 3364KB

GB/T 20319-2006 风力发电机组 验收规范 347KB

JB/T 7323-1994 风力发电机组 试验方法 438KB

JB/T 7143.2-1993 风力发电机组用逆变器 试验方法 296KB

JB/T 7143.1-1993 风力发电机组用逆变器 技术条件 232KB

JB/T 6939.2-2004 离网型风力发电机组用控制器 第2部分：试验方法 656KBJB/T 6939.2-1993 小型风力发电机组用控制器 试验方法 359KB

JB/T 6939.1-2004 离网型风力发电机组用控制器 第1部分：技术条件 405KBJB/T 6939.1-1993 小型风力发电机组用控制器 技术条件 185KB

JB/T 51076-1999 风力发电机组用发电机 产品质量分等 233KB

JB/T 51067-1999 风力发电机组 产品质量分等 242KB

JB/T 10427-2004 风力发电机组一般液压系统 801KB

JB/T 10426.2-2004 风力发电机组制动系统 第2部分：试验方法 552KB

JB/T 10426.1-2004 风力发电机组制动系统 第1部分：技术条件 549KB

JB/T 10425.2-2004 风力发电机组偏航系统 第2部分：试验方法 427KB

JB/T 10425.1-2004 风力发电机组偏航系统 第1部分：技术条件 330KB

JB/T 10405-2004 离网型风力发电机组基础与联接 技术条件 308KB

JB/T 10403-2004 离网型风力发电机组塔架 317KB

JB/T 10402.2-2004 离网型风力发电机组偏航系统 第2部分：试验方法 164KBJB/T 10402.1-2004 离网型风力发电机组偏航系统 第1部分：技术条件 238KBJB/T 10401.2-2004 离网型风力发电机组 制动系统 第2部分：试验方法 223KBJB/T 10401.1-2004 离网型风力发电机组制动系统 第1部分：技术条件 374KBJB/T 10400.2-2004 离网型风力发电机组用齿轮箱 第2部分：试验方法 328KBJB/T 10400.1-2004 离网型风力发电机组用齿轮箱 第1部分：技术条件 322KBJB/T 10399-2004 离网型风力发电机组风轮叶片 620KB

JB/T 10397-2004 离网型风力发电机组验收规范 165KB

JB/T 10396-2004 离网型风力发电机组可靠性要求 188KB

JB/T 10395-2004 离网型风力发电机组 安装规范 225KB

JB/T 10300-2001 风力发电机组 设计要求-1150KB

JB/T 10300-2001 风力发电机组 设计要求 3092KB

JB/T 10194-2000 风力发电机组风轮叶片 815KB

第三篇：风力发电机专业术语

风力发电机专业术语范围

本标准规定了风力发电机组常用基本术语和定义。

本标准适用于风力发电机组。其它标准中的术语部分也应参照使用。定义

本标准采用下列定义。

2.1 风力机和风力发电机组

2.1.1风力机windturbine

将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械。

2.1.2风力发电机组windturbinegeneratorsystem;WTGS(abbreviation)将风的动能转换为电能的系统。

2.1.3风电场windpowerstation ； windfarm

由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。

2.1.4水平轴风力机horizontalaxiswindturbine

风轮轴基本上平行于风向的风力机。

2.1.5垂直轴风力机verticalaxiswindturbine

风轮轴垂直的风力机。

2.1.6轮毂（风力机）hub（forwindturbines）

将叶片或叶片组固定到转轴上的装置。

2.1.7机舱nacelle

设在水平轴风力机顶部包容电机、传动系统和其它装置的部件。

2.1.8 支撑结构（风力机）supportstructure（forwindturbines）由塔架和基础组成的风力机部分。

2.1.9关机（风力机）shutdown（forwindturbines）

从发电到静止或空转之间的风力机过渡状态。

2.1.10正常关机（风力机）normalshutdown（forwindturbines）全过程都是在控制系统控制下进行的关机。

2.1.11紧急关机（风力机）emergencyshutdown（forwindturbines）保护装置系统触发或人工干预下，使风力机迅速关机。

2.1.12空转（风力机）idling（forwindturbines）

风力机缓慢旋转但不发电的状态。

2.1.13锁定（风力机）blocking（forwindturbines）

第四篇：风力发电机技术

风力发电机

2.1恒速恒频的笼式感应发电机

恒速恒频式风力发电系统，特点是在有效风速范围内，发电机组的运行转速变化范围很小，近似恒定；发电机输出的交流电能频率恒定。通常该类风力发电系统中的发电机组为鼠笼式感应发电机组。

恒速恒频式发电机组都是定桨距失速调节型。通过定桨距失速控制的风力机使发电机转速保持在恒定的数值，继而使风电机并网后定子磁场旋转频率等于电网频率，因而转子、风轮的速度变化范围较小，不能保持在最佳叶尖速比，捕获风能的效率低。

2.2变速恒频的双馈感应式发电机

变速恒频式风力发电系统，特点是在有效风速范围内，允许发电机组的运行转速变化，而发电机定子发出的交流电能的频率恒定。通常该类风力发电系统中的发电机组为双馈感应式异步发电机组。

双馈感应式发电机结合了同步发电机和异步发电机的特点。这种发电机的定子和转子都可以和电网交换功率，双馈因此而得名。

双馈感应式发电机，一般都采用升级齿轮箱将风轮的转速增加若干倍，传递给发电机转子转速明显提高，因而可以采用高速发电机，体积小，质量轻。双馈交流器的容量仅与发电机的转差容量相关，效率高、价格低廉。这种方案的缺点是升速轮箱价格贵，噪声大、易疲劳损坏。

2.3变速变频的直驱式永磁同步发电机

变速变频式风力发电系统，特点是在有效风速范围内，发电机组的转速和发电机组定子侧产生的交流电能的频率都是变化的。因此，此类风力 需要在定子侧串联电力变流装置才能实现联网运行。通常该类风力发电系统中的发电机组为永磁同步发电机组。

直驱式风力发电机组，风轮与发电机的转子直接耦合，而不经过齿轮箱，“直驱式”因此而得名。由于风轮的转速一般较低，因此只能采用低速的永磁式发电机。因而无齿轮箱，可靠性高；但采用低速永磁发电机，体积大，造价高；而且发电机的全部功率都需要交流器送入电网，变流器的容量大，成本高。

如果将电力变流装置也算作是发电机组的一部分，只观察最终送入电网的电能特征，那么直驱式永磁同步发电机组也属于变速恒频的风力发电系统。

第五篇：一种新的小型风力发电机限速保护理念

一种新的小型风力发电机限速保护理念

设置大风限速保护的目的是在于当风力机在某一风速下，风力机输入的能量大于系统当时所能消耗的能量以及系统所能储存的能量总和的时候，（我们姑且称之为风力机处于过功率状态）能有效地减小风力机吸收风能，使风力机不致超速运行。

目前，全球各型风力机的限速保护方案大致可以归为两类：

1、以某种机构使风轮偏离风向，减小风轮迎风面积，从而减小风能的吸收。

2、以某种机构利用风轮叶片的离心力改变桨距，降低风轮的风能利用率，从而达到减小风能吸收的效果。

这些机械限速保护装置之所以可靠性不良，除了设计不当的人为因素以外，实际上是有其固有弊端存在的。自然界的风况是十分复杂的，紊流是主状态，同时，风速风向的变化频繁而又迅捷，任何机械装置都不可能瞬时响应实际风况的变化，加上长期运行导致的机械磨损会使装置的配合间隙增大。所有这些均会导致保护滞后、失效以及剧烈的震动，引发风力机飞车、过载和剧烈震动等破坏性结果。

市场上有一种新的限速保护理念：

一种磁电限速保护，其技术要点在于当风力机处于“过功率”状态时给发电机一个反向磁阻力距，大幅增加发电机所消耗的功率，使之大于风轮输出的功率，从而使风轮转速下降，风轮转速的下降，使风轮的叶尖速比减小，从而降低定桨距风轮的风能利用率，减小风轮吸收的风能，从而进一步减低风轮转速……为此连锁作用所产生的实际效果是减速而不是限速，而磁电响应的过程，使保护动作十分安全可靠。

这一限速保护理念的优点在于舍弃了机械限速结构，仅保留了风力机两个必须的运动部件，排除了限速机构的机械故障隐患，从根本上解决了小型风力机长期安全可靠运行问题。这种方式至少有以下几方面的好处：

1、由于放弃了机械限速结构，使小型风力发电机仅保留了二个必须的运行部件，机组的结构稳定性和可靠性大大提高。

2、由于不受机械限速结构的限制，机组的造型可以做得更美观，更多样化。

3、电控限速可采用的手段多，可靠性高，而且可以实现多级控制，也可根据不同的风资源情况设定不同的有效工作风速范围，提高了供电系统的可靠性。