风电工程师眼中的国内风电行业

第一篇：风电工程师眼中的国内风电行业

风电工程师眼中的国内风电行业

风电工程师又出差了，所以时间又很多，今天不谈比亚迪，就吹吹风电行业那些年的牛逼。其实呢，风电行业和电动汽车行业也还是能找到一些共同点的。我知道论坛里面也有一些风电的同行，欢迎拍砖。:office: 很久之前就有这么一个命题：风机制造业算不算高科技行业？真是一个好难回答的问题是吧？一般来讲，只有很少人能做的行业都可以算高科技行业，问题是中国人一会做，这还是少数人会做吗？80年代，美国波音公司（够高大上吧？）曾投入巨资研发风机，结果折戟而归，那时（国产还没有起来）我觉得风机真是很高科技。平心而论，我觉得风机制造业涉及了玻璃纤维材料、碳纤维、空气动力学、新电机、大型变速齿轮、结构力学、气象计算、预测，大型风电并网等诸多新的高技术含量的行业、要素，起码算得上一个比较有技术含量的行业。而且在风电行业的发展史上，一直是技术在推动成本的降低，从而推动风电行业的发展。

就全球来讲，我个人把风电行业分为婴儿期、爆发期和成熟期。

之所以这么分，一方面是讲产业规模，一方面是技术发展。

婴儿期：

从时间上来讲，我把2005年之前算着婴儿期，在这之前，全球包括中国的风电装机规模都很有限，当时主要是德国、丹麦等先发国家领先全球（代价是高额的补贴电价，收获是后几十年的技术领先）。

从技术发展来讲，个人认为在可控硅（即IGBT）成熟之前，风机的可靠性、成本都比较高，所以一直得不到大规模推广。在此之前，有单叶片、多叶片、垂直轴、水平轴等很多种技术流派湮灭在历史的长河中，目前主流的就只有3叶片水平轴风机，后面所讲的风机也全部都是这种风机。

风机发电的原理很简单，就是叶片转动的机械能带动发电机发电，这里就不作科普了。早期的风力机都是叶片带着异步电机定速运行的，即所谓定桨定速；但这是低效率的运行方式，风力机要保持最佳叶尖速比（叶尖线速度除以风速）才能有最佳的效率（是不是和发动机的最佳转速区间很像？）而这个所谓的最佳效率就是59.3%，即所谓贝兹极限。

可控硅技术、工艺慢慢成熟后，在风电行业得到了大规模推广，并且在兆瓦级领域完全淘汰了定桨定速风机。与之对应的，当然就是变桨变速风机，从此之后，风机发电效率明显提高；同时，由于是变桨变速运行，风机承受的载荷也明显降低，这导致风电场的整体成本和维修率也明显下降，风电行业由此迎来了成本快速下降，迎来了大型化、长叶片化的大发展期。

婴儿期的中国风电行业很冷清，基本上就金风、运达等几个勉强活下来的公司在惨淡经营，早期的洛阳一拖的公司把自己拖死了。那个时候，中国的风电场主要是丹麦维斯塔斯和西班牙歌美飒的天下。

鄙人03年进入风电行业，某央企业主（内行的人就知道是什么公司了），可买的风机也就上述那么几家，还有一个麦康，公司领导最后选择了有低息政府贷款的西班牙歌美飒（中国政府现在去非洲也是这个套路），用的就是这家公司的G58-850kW风机。当时还说可以送到西班牙培训2个月，真的好心动。可惜的是，西班牙公牛做事实在太慢，还没等到风电场建成，我就因为种种原因离开了这家公司，可惜了我的西班牙女郎啊！

04年风机采购和西班牙人谈合同有点趣事值得一说：谈判是安排在一个四星级酒店里面的，谈了5天5夜特辛苦，最后西班牙人还假装谈崩去机场，到了机场又松口回来签约。每天吃饭都在酒店里面，我们请客，一餐也就几百块吧，最后一天谈完对方要请回我们一次，于是我们找了一个高档会所开一桌，每人点了一个鲍鱼，一餐饭吃了两万多！全吃回来了！

我那个时候就是个小兵，虽然作为技术人也参会，但还负责端茶倒水，有一次路过某西班牙代表后面的时候，发现他正在看黄色图片，发现我过来急忙关网页！想想吧！一个西装革履、香喷喷的欧洲绅士在猥琐地看黄色图片，反正我笑喷了！

关于歌美飒和维斯塔斯有个典故：世界头号种子维斯塔斯看到西班牙的好政策在西班牙投资设厂，合资方就是歌美飒，该公司在西班牙是个大型机械设备制造商，好像是有直升机业务的。这一合资祸事来了：基本上吧，强取豪夺，工厂变成歌美飒的了！歌美飒还在维斯塔斯V52机型的基础上加长叶片，开发了新机型G58来主打低风速市场。

话说从那之后，维斯塔斯就对合资犯了怵，于是在中国市场就从没考虑过合资。某种上来讲，我认为维斯塔斯这个决定拯救了中国的整机厂商。

在这个时间，世界五百强级别的美国通用电气和德国西门子也通过并购进入风机制造这个即将爆发的市场，当然，它们的爆发都是2010年之后的事情了。

在这个时间，三哥家的苏司兰得益于印度本土市场一度排名世界前五。

这个时间，国产的头号种子金风开始有一些人员和技术积累，当然，它们的生存也是非常不容易的。本人05年曾有幸听过金风老大武钢的讲座，他曾抱怨公司招进博士生送到德国培训，结果培训结束，人家直接用人民币币值的欧元挖走（我当时想：我草，怎么我没有遇到这等好事捏）。

爆发期：

作为全球头号风电大国，爆发期当然是中国才能代表，所以我把2005年之后中国出台可再生能源法并明确风电电价之后，中国厂家大规模引进1.5MW级风机图纸进行生产作为爆发期，也就是那几年，中国奠定了世界头号装机大国和风机制造大国的地位。

在爆发期来临之前，风电的上网是没说法的，可再生能源法要求电网全额接收（限电问题另说），电价也要靠跑部前进去争取，做一个风电项目很难。

对了，同期还有个政策就是要求风机整机的制造要求70%的国产化率，因此有志于中国市场的厂家都来中国设厂。

个人觉得中国的风电政策好就好在固定电价，即根据风资源水平的不同分成4个上网电价：0.51、0.54、0.58和0.61，南方地区都是0.61.高于标杆火电价格的部分，由国家可再生能源基金进行补贴。而这个可再生能源基金呢，是全国范围内每度电提价0.8分钱（错了请拍砖）来的。所以，电脑前的各位看过，你们也是为中国的风电事业作了贡献的。

看到这个风电电价政策，有没有联想到电动车补贴？我的体会是：不管你补贴多少，只要你的政策明朗，操作性强，风电也好，电动车也好都能很快发展起来。

电价政策出来后，全国风电装机进入了一个非常迅猛的爆发期，具体情况可参考07-08年那一波的房地产暴涨，基本上也是一年一番，风电投资商到厂家厂房里去抢风机，抢塔筒，各个厂家赚得满盆满钵。多牛逼呢？塔筒知道吧，就是把钢板卷起来做下防腐措施再焊接起来，相比原生态的钢板基本上没什么附加值。目前开发商采购塔筒的到场价大概是9000元/吨，那个时候可以卖到18000元/吨！请注意：最近几年人民币注水起码40%。

爆发期不得不提的一个厂家是华锐，这家公司背靠大连重工，政府背景较深，一度成为中国第一、世界第二。此外，它还在政府的推动下，拥有中国首个也是截止目前唯一一个海上风电场的运行经验（上海东海大桥，世博会项目）。这家公司的成功固然有其政府背景的原因，其领导人韩总也是个牛人，赌博式的产能扩张，学习长虹买断零部件（齿轮箱）直接把华锐推到行业老大的地位上。可惜的是，做生意和上层势力关系太紧密是做不长的，内部管理做扎实才是王道。华锐上市直接定了个90块的高价，估计很少见上市价格是历史最高价的股票吧？华锐目前的股价是？至于韩总，因为种种问题，内部管理终于hold不住，走人，从目前看来，这家公司能否生存下来还比较难说，很可惜。

公众对华锐的了解可能还来自美国超导公司和华锐的知识产权纠纷。当时网上一片一边倒的骂声，无外乎就是华锐这个山寨中国公司这么不要脸，不讲道德，中国人的劣根性等等。呵呵，其实，这个超导就是一个二道贩子，本身没有生产IGBT等能力，不过就是凭借它的人脉关系能够拿到货（彼时，IGBT只有 英飞凌、三菱等区区几家公司可以生产），在中国风电行业井喷期坐享高额利润，等华锐可以自产把它踢开的时候就缠上来耍赖，问题是在这种环境下华锐被喷个满身屎还无从分辨。

重要人物：前国家能源局局长张国宝。中国风电行业的大发展可以说可这个人有非常直接的关系，国外曾有媒体酸溜溜的说他是中国的风电沙皇。除了上面说的几个政策，国宝主任还力推的多个特许权招标，将许多20-30万千瓦的大型项目给了中国公司，时间不长，也就那么三四年，但这就够了，足够一大批世界级的风机制造商成长起来。巅峰的时候，世界十大里面有6个来自中国！牛不？到后来，即使没有政府的保护政策，它们也用价格战让世界巨头在中国落花流水，世界头号种子维斯塔斯差点破产被收购（广东明阳活动了好久未成功），三哥的骄傲——苏司兰打道回府，美国大爷GE基本消失。中国从来没有一个有技术含量的产业这么辉煌过（我知道的）！估计各位也注意到了，我称呼那个人为“国宝主任”，其实这是我们同事间、行业间的一种昵称、尊称，我们对他是出乎内心深处的尊敬。可惜的是，他退休早了点。我有时候想，这个技术出身的官员，肯定有一种民族的使命感和责任感，所以才能和其他官员迥然不同。（铁男兄的事情可以对比）

要说中国的风机厂商能有今日除了“风电沙皇”的功劳外，当时没有合资厂也是一个很大的原因，否则的话，就像汽车行业一样，有这么一堆既得利益者兼带路党在，你的扶持政策很难发挥作用。

可能有人会问了：风兄，既然你说中国的风电制造业这么牛逼，那么它们的出口也不错吧？可惜的是，中国的风机出口一般般，重要市场如美国、欧洲、印度基本没什么作为，基本上就是一些边缘市场有点业绩，如南美之类。

分析分析原因：风电场的开发有几个条件，首先是要有风资源，再一个它的成本高于常规能源，所以没什么风和太穷的国家（或者俄罗斯这样的能源输出国）是不会发展风电的。

欧洲市场：这里是欧洲厂商的大本营，虽然它们的成本远高于中国厂商，但它们有的是各种技术壁垒（认证之类），中国产品过去比到美国还远，成本很高，优势体现不出来，厂商大概只能在东欧略有突破。

印度市场：苏司兰的主场，印度人很排华，中国大型装备制造业基本上进不去。本人曾在国外（和领导一起）接受过苏司兰某高层的接待，一路乘车（好几个小时）去它的风电场参观，路上聊天时那种提防情绪真是非常明显（我是你的客户耶？），什么你们中国人来了就怎么怎么的。领导（是海龟，出去给我当翻译，唉）当时的回答是：中国和印度是朋友，美国才是中国的敌人（貌似出去呆几天，英语听说水平大幅度提高，基本可以听懂）。新闻里看到广东明阳在印度拿到过20万的单子，不知道后续如何。

美国市场：美国牛仔很赤裸裸，很霸道，说中国的风机厂商倾销，尼玛你美国市场的价格是单位千瓦8000，中国是4000，我需要倾销？结果是：美国对中国厂家课以80%左右的反倾销税，中国的风机如果要出口到美国，上万公里运过去加上关税基本上就不用卖了！那么有人说我到你那里投资建厂，自己开发风电场总可以了吧？请搜索广东明阳状告奥巴马。总之呢，个人觉得美国市场不是中国品牌公司发展的地方，出口点没什么附加值的服装和玩具是可以的。从这个角度，我很不看好比亚迪在美国的发展，略微露头也必然会遭遇民族主义和国家安全大棒的狙击——如同华为。

在这一段时间，中国的风电装机超过德国、美国成为了世界第一，并不断扩大优势保持到现在。其实，中国的风资源、电价都不如美国。原因有几个：

一是美国的风电补贴政策极不稳定，导致历年的风电装机如过山车一般波动很大；

二是地方保护太严重，不同于中国市场的百花齐放（也可说泥沙俱下），美国市场是GE一家独大，能稍微分一杯羹的也就西门子、维斯塔斯这种世界级的公司。中国公司、美国其它公司都进不了美国市场，所以它的成本总是很高，老是要政府给予巨额补贴，所以总是有一顿没一顿，发展就不是那么顺。

是不是觉得挺奇怪，中国政府的执政能力竟然也有强过美帝的时候？

[ 本帖最后由 风电工程师 于 2014-06-26 11:27:51 编辑 ] 俗话说，盛极而衰，装备制造业经过一轮产能扩张后进入萧条期那是必然。所以下面说——成熟期。

退潮的时候，才知道谁在裸泳。这话不假，一阵风电热，很多质量参差不齐的风机装上去，如果中国的很多行业一样，该掉链子的开始掉链子，什么着火啦，倒塌了都有。再加上全面地产能过剩，风机价格急速下滑，风电场开发商终于从孙子变成了爷爷。从2010年之后可称为成熟期。

鄙人所在的公司就遇到过风机倒塌的大事故，所在分公司老大被直接拿下，但是——尼玛风机是前任装上去的好不好，前任都升上去了，倒霉的兄弟！还好，给下面的兄弟腾出个好位置。但风机制造商呢，从此被我们纳入黑名单，再也不买了！

好在，掉链子的公司只是少数，外资的维斯塔斯等公司一直指望着过两年（早几年时）国产风机大规模爆发质量问题，开发商重新买它们的高价风机（它们的销售对我说的）呢！反倒是它们自己在价格战中自身难保。

在这一段时间，中国的开发商，所有涉电的央企，五大四小，全部进入风电开发行业，上演了一波波圈地潮，风机安装潮，一不小心，北方的区域风电限电了！

国网觉得很无辜，你们都是央企，你们都有背景，你们都想并网，我掰不过你们，天天请客吃饭来腐蚀我，那就都并网吧！于是，风电过剩，就只有限电了，大家一起亏损吧！有人问：那为什么不加快电网建设进度呢？问题是风电场的建设周期不到一年（北方），而根据电网的流程，新建一条线路却要两三年！更别说可以长距离输电的高电压等级了，而且，你等规划先！

说到这个规划，又有人可能会问：为什么湖北自己的电不够用还要把三峡的电送到很远的上海等地方去呢？为什么要把鄂尔多斯的煤辛辛苦苦运到秦皇岛，又辛辛苦苦从秦皇岛运到到南方，再转运到南方的火电厂发电而不是直接从鄂尔多斯建火电厂用高压线送过去呢？是吧，初中生都会问的问题，答案是国家规划！问题是规划实在赶不上变化，搞笑吧！纪念一下给我八卦这个事的领导。

北方限风电还有个搞笑的事：京津电网是不允许接入风电的，理由是电网安全，我勒个去！分明就是利益在作怪好不好？就是他们不想买风电的高价电（除掉补贴相当于最高的火电价格），宁可让帝都人民吃煤灰。如果京津电网允许接入风电的话，消纳个几百万甚至千把万就像玩似的。

这一段时间，和电动车行业一样，地方保护主义也是存在的，很多省份都要求用地方自产的风机。这个事情没有造成大的影响也未大规模蔓延，一方面是国家层面的禁止，一方面风电开发商多为央企，可以不吃你地方政府那一套。鄙人所在的公司就经历过几次这样的事，最后都顶住压力没有让地方政府得逞。我想，地方保护主义没有盛行，可能也是中国的风机制造业能够有目前这种成就的一个原因，一个割裂、充满保护主义的市场是不可能培育出世界级企业的。

在这段时间，风机厂商过得很艰难，它们采取的办法主要两种，一个当然是技术进步，另一个就是圈地，捆绑资源卖风机。

技术进步主要是叶片的加长，扫风面积越大则汇聚的风能就越多，同样的风速和额定功率下，所发的电力就越多。这些年来，1.5MW级风机的叶轮直径从70米增加到77米、82米、87米、93米（GE还有1.6的100米），2.0MW级的风机则从72米、80米、87米、90米、93米一直增长到116米，还有厂家在研发更长叶片的风机。目前，原维斯塔斯等850KW级别的风机完全淘汰，1.5MW级别的逐渐边缘化，2.0MW级别成为市场最主流，而2.5MW虽有少量推广，但由于供应链的不成熟成本很高，估计短时间内难成主流。

叶片的加长导致风电开发的风速门槛大大降低，早年风电场的门槛风速要6.5m/s以上（2000小时），而金风最新的2MW-115风机将此门槛拉低到5.2m/s。或者说，大概在5.5m/s风速时，大概可将原2MW-82机型的满发小时提高50%，是不是很猛？

叶片加长的过程中，厂家要对叶片的翼型进行优化，对结构、载荷要有透彻的理解，并不是简单的加长那么简单。叶片的加长也伴随着材料技术的进步，想想：五六十米的部件，要在恶劣的环境下转动20年，需要多么NB的材料性能？随着叶片的加长、碳纤维成本的降低，碳纤维在风机叶片的大规模应用应该为时不远，到时候就象风机行业带动IGBT制造技术进步一样，普通轿车说不定也能享受碳纤维这种高科技产品呢？话说特斯拉当年要不是遇到IGBT大降价，可就死掉了！

目前，风机普遍大规模使用IGBT进行变频，双馈风机大概是额定功率的三分之一，永磁直驱则是全功率变频。有兴趣可按照世界累计装机容量计算一下IGBT的供应，相对电动车行业绝对是个天文数字。当然，电力行业的其它地方也是用了很多的IGBT。

IGBT这个玩意本人当年读书的时候有一本电力电子的书讲过，里面还有其它几种电力电子元件，现在是一点印象，连名字都想不起来了。前些年，IGBT生产门槛很高，现在能生产的就很多了。

从风电场反馈看来，IGBT还是比较娇嫩，对温度、湿度都要比较高的要求，是一个比较高的故障源。风机的IGBT是放在塔筒底部的，想来运行环境比不上汽车用的要恶劣，估计汽车用的IGBT应该比较难生产吧，我不懂，希望有内行的大神出来做做科普。

这个是金风1.5MW-82风机的底部，用于散热的风机功率竟然达到47KW，想来全功率变频的代价也不小，不知道效率怎样。

除此之外，在这段难熬的日子里，中国的风机制造商，还不断的优化供应链，推行零部件自产化，国产化，目前金风之类的厂家已经可以保证所有的核心技术在手，不会让老外掐脖子。

在这个过程中，风机厂商既提升了产品质量，又提升了技术，而且价格不变，像不像汽车产品增配不增价？当然汽车厂商比它们滑头。

这里提到了金风，也就说说这家中国最知名也最让我看好的公司。它来自新疆，中国最老牌的风机制造商（活下来的），永磁直驱体系的领军者，也是目前中国最大的风机制造商，个人以为该公司的产品质量为国产品牌第一，甚至不弱于维斯塔斯、GE、西门子等最NB的厂商，从长远发展看来，能够对抗西门子等公司的厂家也只有它。目前，金风的产品比普通国产品牌要贵10%左右，但仍然卖得最好，这充分说明，血拼到底的价格战没有用，长城汽车的热销也证明了这一点。

金风目前是上市的股份制公司，大股东是三峡，但好在公司管理权还是在武钢的个人手中，所以战略眼光和管理质量还是不错。我所在的公司用了不少金风的产品，功率曲线和可利用率都非常好，下面的截图是我们某个风电场集控中心拿来的数据，可利用率99%左右，绝对的世界级水平。

国产风机厂家中另外一个值得一提的是远景能源，入行有点晚，就象手机行业中的小米，横空出世，口碑很好，没两年市场占有率也就起来了。中国公司能够做出外企范的也就这一家了。

另外一家本土厂家上海电气其实底蕴、技术都还不错，可惜自废武功（原产品体系放弃）和西门子合资做带路党，估计也不会有什么作为了。

如果说哪家外国公司颠覆中国风机市场，估计也就西门子了。这家公司和美国GE一样都是全能选手，随手拿出来的都是最NB的技术（想想能做飞机发动机和高铁的公司是多牛逼的存在，虽然销售额不如大众，但论技术力应该是秒大众的），业务版块随便拆开都是世界五百强，该公司目前主攻海上风电市场，并且占据绝对领先地位。以西门子的技术和资金深度，除了GE没有哪个可以在海上风电领域追上它，但GE是没有海上风电业务的。

说了这么多，各位看官可能有个疑问：为什么风机整机厂商里面没有日韩厂家的影子呢？确实没有，我也好奇怪，这么丰厚的大蛋糕竟然集体缺席，中国厂商直接和欧美厂商同PK，水平还是可以的嘛！

风机厂家另一个有效地过冬方式就是圈地卖资源，目前中国境内的风机厂家中，除了维斯塔斯和西门子之外，没有哪一个厂家没有做这个事。具体做法是：厂家排出工作人员到有资源的地方和地方政府签约，开始测风做前期工作，多的甚至做到核准。风机厂家一般本身不做风电场运营。这个时候你开发商想过来接手是吧？没问题，用我的风机就转让给你，不加价。是不是觉得和比亚迪到处开出租车公司推广E6有点像？其实我觉得这是条好路子，行业是相通的。

再来说说海上风电，中国的海上风电虽然喊了很多年，但基本上没什么规模，除了上海东海大桥。技术储备不足是原因之一，世界上真正得到认可的只有西门子的4MW平台；更大的原因是海上风电选址难。外行人可能会觉得大海无边无际，随便找个地方插下去不就行了吗？不是的，作为一个后来者，海上原有的保护区、养殖区、航道、军事管理区、海底管线管道等你都要躲避，所以基本上你就找不到什么好地方做海上风电场了，除非你跑到很远的外还去，但那个成本是不得了。最近国家能源局发布了海上风电的电价是0.85元/千瓦时，基本上现有核准项目的开发商都要亏本。目前开发商都不太敢用国产风机（基本没有业绩），真自主选择的话，估计西门子就要赚翻了！但高层也发话了，如果是这样的话（都用外资风机），那就不如再等几年（国产风机成熟）。本人非常赞同这个观点，何苦花中国的钱去补贴国外的成熟产品的，中国还没有到那么缺电的地步。

再说说开发商，前面说过了，所有的涉电央企都进入了风电生产行业，几乎看不到民营企业的影子，原因很简单，门槛高：资本投入大，回收期慢（快10年），电费回收麻烦，发电不确定性大等，真要经营好风电场，你非要准备一个完整的管理班子不可，否则随便一个环节人家就把你坑了，这些年了解得越多，越觉得里面的水深。

说到底，这个行业，不适合民营公司玩，不是不让进，是划不来。有些套路，民营公司玩不出来，举个例子：某公司，也就是鄙人所在公司，要发展风电，资金不够怎么办？发行一笔债券，把债券作为资本金，又从银行贷款，自己不花一分钱就做起来几百亿资产的风电固定资产，还安置了一大堆领导干部，牛逼不？其核心，就是利用了央企本身的信用，反正它绝对不会倒，你比亚迪之类的公司绝对学不来。

开发商的着笔较少，因为鄙人觉得制造业，也就是那些整机厂家才是国家的基石，央企开发商，不过是一些小利益集团，不值一谈，虽然本人也是其中的利益记得者。

风电场的蓄电池室，电池是汤浅的，价格很贵，反正我们的采购价格比得上锂电池了

我觉得这个很浪费，还不如直接用一面磷酸铁锂的柜子代替，还能节省一个房间。这个已经向领导建议了，领导也很赞同。

最后上一个风机的图：

第二篇：2010年风电行业总结报告

2010年风电整机装备行业总结报告

一、2010年中国风电装机容量

2010年中国新增装机容量1600万千瓦，相当于装机10666台1.5MW整机。累计装机量为4180.5万千瓦，总装机比上年增长约62%。

二、2010年整机厂商装机情况

三、2010年中国风电行业纵览

我国首座大型海上风电场——上海东海大桥100MW海上风电场并网发电； 国家能源局正式启动了总计100万千瓦的首轮海上风电特许权项目；

国内首个大型集群风电智能控制系统投入运行，实现了实时风电有功功率控制提升了电网输送能力；

国内首套静止无功补偿装置在甘肃投入使用；

我国首个千万千瓦级风电基地项目一期在酒泉竣工；

国内首家“电网友好型”风电场日前在大唐新能源赤峰公司东山风电场建成；

风电设备国产化率超70%规定淡出；

海上风电开发建设管理办法出台；

《风电设备企业准入标准》提高进入门槛；

海上风电中标电价偏低——多家投标企业纷纷透出了0.6-0.7元/千瓦时的低价； 我国第二次对重大技术装备进口税收政策进行调整；

风电机组报价首次跌破4000元；

四、整机企业动态

金风：

第一台潮间带江苏响水2.5MW风电场风力发电机组成功吊装； 与中广核联手建设新疆15万千瓦风力发电项目；

国开行提供融资额度60亿美元，布局北美市场；

江苏大丰海上风电基地一期工程投产；

针对西南于西北高海拔地区的1.5MW风力发电机组正式下线；

1.5MW直驱永磁低风速风力发电机组在山东荣成并网运行；

与英飞凌签署核心模块技术引进协议，获权在国内生产兆瓦级风力机组变流器所需的英飞凌模块；

进军叶片2亿收购100%协鑫股权；

中标国家特许权项目8个，装机容量共计110.05万千瓦，金额共计47.75亿人民币。中标新疆哈密风电基地苦水第四风场20万千瓦风机采购项目，合同金额为9.2亿元。

华锐：

3MW大型陆上风机在河北张北吊装成功；

投资2.8亿元，5兆瓦风机总装项目签约落户甘肃酒泉工业园，建成后将年产300太5兆瓦风电机组；

国家开发银行为华锐提供65亿美元的融资合作额度，以加快迈向国际步伐； 5兆瓦风电机组正式出产，也是我国首台5兆瓦风电机组。

运达：

荣获中国电力优质工程奖；

钱江经济开发区生产基地一期竣工，首台2.5兆瓦变速恒频风电机组下线； 上海电气：

投资7000万元的风电设备动态制造项目盐城开工，只要生产2—5兆瓦大型陆上及海上风机；

3.6兆瓦大型风机下线，是国内单机容量最大、技术最先进的海上风电机组，于8月被安装在东海大桥风场；

打造风力发电轴承研发基地，首台3.6兆瓦海上风电轴承下线；

湘电：

5兆瓦永磁直驱海上风力发电机成功下线；

武威市政府与湖南湘电风能公司就建设风机装备制造项目正式签约，一期建成后，将形成年产200台套大型风机能力；

五、各地风电情况

甘肃：

甘肃首个具有实时测风功能的甘肃电网风电功率预测系统正式投运；

台资企业红叶风电集团在酒泉叶片厂房开工动土；

首个千瓦千瓦级风电基地在酒泉诞生；

兰州理工大学在景泰建成了我国第一个风力机外场试验基地；

新疆：

新疆电网将接入13个风电场，累计容量将达到173万千瓦。

新疆至内地首条电力高速公路——750千伏新疆与西北联网工程正在调试。内蒙：

内蒙已有5个盟市风电并网装机容量超过100万千瓦；并网装机容量达到731万千瓦，提前实现并突破了2010年风电并网700万千瓦的目标；

内蒙气候中心完成了“内蒙风电场风电功率短期预报系统”的研究课题； 首次实现对风电场的自动电压控制；

2010年内蒙并网风电装机规模同比增加99.22%至778.26万千瓦，已并网风电机组的发电量达到115.04亿千瓦时，同比增长101.32%，成为内蒙仅次于火电的主力电源。

吉林：

风电发展迅猛，目前装机容量已达190.9万千瓦；

吉林省发改委加强对风电产业开发力度，规划到2015年和2020年，全省风电装机分别达到1000万千瓦和2000万千瓦。

张家口：

2010年风电装机容量已经达到269.23万千瓦，成为全国风电装机最多的城市； 到2010年为止全市建成、在建和批复前期工作的项目达到72个，总容量541.07

万千瓦。已建成风电场24个，装机容量213.325万千瓦。已批复前期工作项目19个，装机容量174.75万千瓦。

江苏

“江苏电网风电功率预测系统开发”项目通过国网公司验收；

江苏风电产业已形成较强的集群优势，关联企业已达150余家，并成立了江苏省风电产业技术创新联盟；

大丰和东台两个装机容量20万千瓦的风电场将成为世界首创的潮间带风电场； 江苏海上风电场工程特许权招标项目开标；

江苏风电产业相关的中国专利申请数量名列全国第一，共有450件专利，其中发明专利226件，使用新型专利206件。

六、2010年风电行业特点总结

第三篇：风电基础知识

叶轮

风电场的风力机通常有２片或３片叶片，叶尖速度50～70ｍ／ｓ，具有这样的叶尖速度，3叶片叶轮通常能够提供最佳效率，然而2叶片叶轮仅降低2～3％效率。甚至可以使用单叶片叶轮，它带有平衡的重锤，其效率又降低一些，通常比2叶片叶轮低6％。尽管叶片少了，自然降低了叶片的费用，但这是有代价的。对于外形很均衡的叶片，叶片少的叶轮转速就要快些，这样就会导致叶尖噪声和腐蚀等问题。更多的人认为3叶片从审美的角度更令人满意。3叶片叶轮上的受力更平衡，轮毂可以简单些，然而2叶片、1叶片叶轮的轮毂通常比较复杂，因为叶片扫过风时，速度是变的，为了限制力的波动，轮毂具有翘翘板的特性。翘翘板的轮毂，叶轮链接在轮毂上，允许叶轮在旋转平面内向后或向前倾斜几度。叶片的摆动运动，在每周旋转中会明显的减少由于阵风和剪切在叶片上产生的载荷。

叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝构成的。对于小型的风力发电机，如叶轮直径小于５米，选择材料通常关心的是效率而不是重量、硬度和叶片的其它特性。对于大型风机，叶片特性通常较难满足，所以对材料的选择更为重要。

世界上大多数大型风力机的叶片是由GRP制成的。这些叶片大部分是用手工把聚脂树脂敷层，和通常制造船壳、园艺、游戏设施及世界范围内消费品的方法一样。其过程需要很高的技术水平才能得到理想的结果，并且如果人们对重量不太关心的话，比如对于长度小于２０米的叶片，设计也不很复杂。不过有很多很先进的利用GRP的方法，可以减小重量，增加强度，在此就不赘述了。玻璃纤维要较精确的放置，如果把它放在预浸片材中，使用高性能树脂，如控制环氧树脂比例，并在高温下加工处理。当今，出现了简单的手工铺放聚脂，通过认真地选择和放置纤维，为GRP叶片提供了降低成本的途径。

偏航系统

风力机的偏航系统也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。

小微型风力机常用尾舵对风，它主要有两部分组成，一是尾翼，装在尾杆上与风轮轴平行或成一定的角度。为了避免尾流的影响，也可将尾翼上翘，装在较高的位置。

中小型风机可用舵轮作为对风装置，其工作原理大致如下：当风向变化时，位于风轮后面两舵轮（其旋转平面与风轮旋转平面相垂直）旋转，并通过一套齿轮传动系统使风轮偏转，当风轮重新对准风向后，舵轮停止转动，对风过程结束。

大中型风力机一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向。偏航系统一般包括感应风向的风向标，偏航电机，偏航行星齿轮减速器，回转体大齿轮等。其工作原理如下：风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

风机的发电机

所有并网型风力发电机通过三相交流（AC）电机将机械能转化为电能。发电机分为两个主要类型。同步发电机运行的频率与其所连电网的频率完全相同，同步发电机也被称为交流发电机。异步发电机运行时的频率比电网频率稍高，异步发电机常被称为感应发电机。

感应发电机与同步发电机都有一个不旋转的部件被称为定子，这两种电机的定子相似，两种电机的定子都与电网相连，而且都是由叠片铁芯上的三相绕组组成，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。尽管两种电机有相似的定子，但它们的转子是完全不同的。同步电机中的转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组，励磁绕组建立一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的与定子磁场和电网频率同步的恒定转速上旋转。在某些设计中，转子磁场是由永磁机产生的，但这对大型发电机来说不常用。

感应电机的转子就不同例如，它是由一个两端都短接的鼠笼形绕组构成。转子与外界没有电的连接，转子电流由转子切割定子旋转磁场的相对运动而产生。如果转子速度完全等于定子转速磁场的速度（与同步发电机一样），这样就没有相对运动，也就没有转子感应电流。因此，感应发电机总的转速总是比定子旋转磁场速度稍高，其速度差叫滑差，在正常运行期间。它大概为1%。

同步发电机和异步发电机

将机械能转化为电能装置的发电机常用同步励磁发电机、永磁发电机和异步发电机。同步发电机应用非常广泛，在核电、水电、火电等常规电网中所使用的几乎都是同步发电机，在风力发电中同步发电机即可以独立供电又可以并网发电。然而同步发电机在并网时必须要有同期检测装置来比较发电机侧和系统侧的频率、电压、相位，对风力发电机进行调整，使发电机发出电能的频率与系统一致；操作自动电压调压器将发电机电压调整到与系统电压相一致；同时，微调风力机的转速从周期检测盘上监视，使发电机的电压与系统的电压相位相吻合，就在频率、电压、相位同时一臻的瞬间，合上断路器将风力发电机并入系统。同期装置可采用手动同期并网和自同期并网。但总体来说，由于同步发电机造价比较高，同时并网麻烦，故在并网风力发电机中很少采用。

控制监测系统

风力机的运行及保护需要一个全自动控制系统，它必须能控制自动启动，叶片桨距的机械调节装置（在变桨距风力机上）及在正常和非正常情况下停机。除了控制功能，系统也能用于监测以提供运行状态、风速、风向等信息。该系统是以计算机为基础，除了小的风力机，控制及监测还可以远程进行。控制系统具有及格主要功能：

1、顺序控制启动、停机以及报警和运行信号的监测

2、偏航系统的低速闭环控制

3、桨距装置(如果是变桨距风力机)快速闭环控制

4、与风电场控制器或远程计算机的通讯

风机传动系统

叶轮叶片产生的机械能有机舱里的传动系统传递给发电机，它包括一个齿轮箱、离合器和一个能使风力机在停止运行时的紧急情况下复位的刹车系统。齿轮箱用于增加叶轮转速，从20~50转/分到1000~1500转/分，后者是驱动大多数发电机所需的转速。齿轮箱可以是一个简单的平行轴齿轮箱，其中输出轴是不同轴的，或者它也可以是较昂贵的一种，允许输入、输出轴共线，使结构更紧凑。传动系统要按输出功率和最大动态扭矩载荷来设计。由于叶轮功率输出有波动，一些设计者试图通过增加机械适应性和缓冲驱动来控制动态载荷，这对大型的风力发电机来说是非常重要的，因其动态载荷很大，而且感应发电机的缓冲余地比小型风力机的小。

异步发电机

永磁发电机是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机，常用的永磁材料有铁氧体（BaFeO）、钐钴5(SmCo)等，永磁发电机一般用于小型风力发电机组中。

异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态，从其激励方式有电网电源励磁发电（他励）和并联电容自励发电（自励）两种情况。电网电源励磁发电：是将异步电机接到电网上，电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场，再用原动机拖动，使转子转速大于同步转速，电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反，而机械力矩的方向则与转速方向相同，这时就将原动机的机械能转化为电能。在这种情况下，异步电机发出的有功功率向电网输送；同时又消耗电网的无功功率作励磁作用，并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率，因此异步发电机并网发电时，一般要求加无功补偿装置，通常用并列电容器补偿的方式。

２、并联电容器自励发电：并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。励磁电容的接入在发电机利用本身的剩磁发电的过程中，发电机周期性地向电容器充电；同时，电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程，不断地起到励磁的作用，从而使发电机正常发电。励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容，主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容，辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定，防止电压崩溃而设的。

通过上述的分析，异步发电机的起动、并网很方便且便于自动控制、价格低、运行可靠、维修便利、运行效率也较高、因此在风力发电方面并网机组基本上都是采用异步发电机，而同步发电机则常用于独立运行方面。

偏航系统的设计

根据调向力矩的大小，可以进行齿轮传动部分的设计计算。当驱动回转体大齿轮的主动小齿轮的强度不能满足时，可选用两套偏航电机－－－行星齿轮减速器分置于风轮主轮的两侧对称布置，每个电机的容量为总容量的一半。齿轮传动计算可按开式齿轮传动计算，其主要的磨损形式是齿面磨损失效，如调向力矩较大，除按照弯曲强度计算之外，应计算齿面接触强度。

值得注意的是，大多数风机的发电机输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋转，为了防止偏航超出而引起的电缆旋转，应该设置解缆装置，并增加扭缆传感器以监视电缆的扭转状态。位于下风向布重的风轮，能够自动找正风向。在总体布置时应考虑塔架前面的重量略重一些，这样在风机运行时平衡就会好一些。

电机的切换

根据风速决定是选择小发电机并网发电，还是选择大发电机空转，若风速低于8米/秒，则小发电机并网运行且风机运行状态切换到“投入G2”。如果风速高于8米/秒，则选择“空转G1”运行状态。

投入G2：

小发电机接触器闭合，发电机并网电流由可控硅控制到350A。一旦投入过程完成，可控硅切除，风机切换到“运行G2”状态。

风电投入小发电机发电，如果平均输出功率在某一单位时间内太低，这是小发电机断开且风机切换到“等待重新支转”的状态。如果平均输出功率超过了限定值110KW，则小发电机切除，风机运行状态切换到“G1空转”。

G1空转：

风机等待风速达到投入大电机的风速，一旦达到这个风速则风机就切换到“投入G1”状态。

投入G1：

大发电机的接触接通。发电机的并网电流由可控硅将其限定在350A。投入过程一结束，可控硅切除，风机切换到“运行G1”状态。

运行G1

风机的大电机投入发电，如果功率输出在一定的时间内少于限定值80KW，大发电机切除，风机的运行状态切换到“切换G11-G12”状态。

切换G1-G2

大发电机的接触器切除小发电机的接触器接通，可控硅将发电机的电流限定到700A，一旦投入过程完成，可控硅切除，风机转为“运转G2”状态。

等待再投入

如果小发电机的出力小于限定值，则此运行状态动作。此状态下，小发电机的接触器被切除，如果风速有效，风机就切换到“投入G2”状态，如果风速低于限定值，风机将切换到“空转G2”状态。

风机工作状态之间转变

风机工作状态之间转变

说明各种工作状态之间是如何实现转换的。

提高工作状态层次只能一层一层地上升，而要降低工作状态层次可以是一层或多层。这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是确保机组的安全运行。如果风力发电机组的工作状态要往更高层次转化，必须一层一层往上升，用这种过程确定系统的每个故障是否被检测。当系统在状态转变过程中检测到故障，则自动进入停机状态。

当系统在运行状态中检测到故障，并且这种故障是致命的，那么工作状态不得不从运行直接到紧停，这可以立即实现而不需要通过暂停和停止。

下面我们进一步说明当工作状态转换时，系统是如何动作的。

1．工作状态层次上升

紧停→停机

如果停机状态的条件满足，则：

1)关闭紧停电路；

2)建立液压工作压力；

3)松开机械刹车。

停机→暂停

如果暂停的条件满足，则，1)起动偏航系统；

2)对变桨距风力发电机组，接通变桨距系统压力阀。

暂停→运行

如果运行的条件满足，则：

1)核对风力发电机组是否处于上风向；

2)叶尖阻尼板回收或变桨距系统投入工作；

3)根据所测转速，发电机是否可以切人电网。

2．工作状态层次下降

工作状态层次下降包括3种情况：

(1)紧急停机。紧急停机也包含了3种情况，即：停止→紧停；暂停→紧停；运行→紧停。其主要控制指令为：

1)打开紧停电路；

2)置所有输出信号于无效；

3)机械刹车作用；

4)逻辑电路复位。

(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行→停机。

暂停→停机

1)停止自动调向；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)。

运行→停机

1)变桨距系统停止自动调节；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)；

3)发电机脱网。

(3)暂停。

1)如果发电机并网，调节功率降到。后通过晶闸管切出发电机；

2)如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至0。

(三)故障处理

工作状态转换过程实际上还包含着一个重要的内容：当故障发生时，风力发电机组将自动地从较高的工作状态转换到较低的工作状态。故障处理实际上是针对风力发电机组从某一工作状态转换到较低的状态层次可能产生的问题，因此检测的范围是限定的。

为了便于介绍安全措施和对发生的每个故障类型处理，我们给每个故障定义如下信息：

1)故障名称；

2)故障被检测的描述；

3)当故障存在或没有恢复时工作状态层次；

4)故障复位情况(能自动或手动复位，在机上或远程控制复位)。

(1)故障检测。控制系统设在顶部和地面的处理器都能够扫描传感器信号以检测故障，故障由故障处理器分类，每次只能有一个故障通过，只有能够引起机组从较高工作状态转入较低工作状态的故障才能通过。

(2)故障记录。故障处理器将故障存储在运行记录表和报警表中。

(3)对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：

1)降为暂停状态；

2)降为停机状态；

3)降为紧急停机状态。

4)故障处理后的重新起动。在故障已被接受之前，工作状态层不可能任意上升。故障被接受的方式如下：

如果外部条件良好，一此外部原因引起的故障状态可能自动复位。一般故障可以通过远程控制复位，如果操作者发现该故障可接受并允许起动风力发电机组，他可以复位故障。有些故障是致命的，不允许自动复位或远程控制复位，必须有工作人员到机组工作现场检查，这些故障必须在风力发电机组内的控制面板上得到复位。故障状态被自动复位后10min将自动重新起动。但一天发生次数应有限定，并记录显示在控制面板上。

如果控制器出错可通过自检(WATCHDOG)重新起动。

第四篇：风电知识

风电知识

前言

我国风能资源十分丰富，它是一种干净的可再生能源，风力发电产业发展前景非常广阔。

它的作用原理；以风作为原动力，风吹动风轮机的叶轮，转化为机械能，叶能通过增速箱齿轮带动发电机旋转，转化为电能，送入电网。它的优势；不需要燃料，无污染，运行成本低。

风电概述 主要零部件

发电机 电控柜 制动器 增速机 主轴

液压站 工装 外齿式回转支撑 偏航电机

各零部件主要功能

主轴； 将风能转向力传递给增速箱

偏航系统； 通过控制技术，使机舱旋转至迎风方向的机枸。

增速机； 增速机在各齿轮不同传动比的作用下将主轴的低转速提高到发电机所需的高转速 发电机； 将机械能转化为电能。

偏航坏； 刚度，强度要好，用来支撑整个动力系统，但不能太重。变桨柜系统；通过控制技术，调整叶片角度，使风能利用最优化。制动系统；根据风力，风速需要，风机可以减速或停机。

机舱壳；采用玻璃钢制成，覆盖于机组动力系统外，起保护作用。紧固件等；将各个零部件固定在设计位置，必需适应于极限负载。

工装；便于装配，运输。

因为风机常在风沙，暴雨，盐雾，潮湿，-30~40摄氏度中环境中安放，所以要有较强的野外适应性。这对各零部件的强度、刚度、稳定、疲劳、磨擦、力矩等因素提出了很高的要求。若某一方面出了问题，都有可通造成安全事故。

为此，为了满足以上要求，我们对各种材料都进行了严格的要求，对各种连接紧固件都要按求打好力矩。力矩大小好下；

风电设备安装常见技术问题

1.1 螺栓联接问题

螺栓、螺母联接是风电行业的一种最基本最常用的装配，联接过紧时，螺栓在机械力的长期作用下容易产生金属疲劳，发生剪切或螺牙滑丝等联接过松的情况，使部件之间的装配松动，引发事故。

1.2 振动问题

风机叶片在风力作用下转动时，带动主轴，主轴将风能转向力传递到增速机，增速机在各齿轮不同传动比的作用下将主轴的低转速提高到发电机所需的高转速从而带动发电机，发电机则完成能由机械能转换成电能的工作，在这一系列的动作过程中，还有许多辅助零部件与其配合完成发电工作（如回转支撑，偏航系统，变桨柜系统，制动系统）。在这一系列过程中各系统在相互配合工作过程中必产生大的振动。主轴与增速箱发电机同心度等问题。1.4 电气设备问题

1)安装隔离开关时动、静触头的接触压力与接触面积不够或操作不当，可能导致接触面的电热氧化，使接触电阻增大，灼伤、烧蚀触头，造成事故。

(2)断路器弧触指及触头装配不正确，插入行程、接触压力、同期性、分合闸速度达不到要求，将使触头过热、熄弧时间延，导致绝缘介质分解，压力骤增，引发断路器爆炸事故。

(3)电流互感器因安装检修不慎，使一次绕组开路，将产生很高的过电压，危及人身与设备安全。

(4)有载调压装置的调节装置机构装配错误，或装配时不慎掉入杂物，卡住机构，也将发生程度不同的事故。

(5)主变压器绝缘破坏或击穿。在安装主变吊芯和高压管等主要工作时，不慎掉入杂物(如螺帽、钥匙等，这些情况在工程实践中并不罕见)，器身、套管内排水不彻底，密封装置安装错误，或者在安装中损坏，都会使主变绝缘强度大为降低，可能导致局部绝缘破坏或击穿，造成恶性事故。

(6)主变压器保护拒动。主变压器内部或出线侧发生短路、接地事故，而保护拒动、断路器不跳闸，巨大的短路电流不仅使短路处事故状态扩大，也使主变内部温度骤升，变压器油迅速汽化、分解，成为高爆性的可燃物质，这可能发生主变爆炸的恶性事故。主变的紧急事故油池和其他消防设施都是针对这种可能性设计的。2 机电设备安装技术相关改善办法

2.1 严格施工组织设计及设备、设施选择

施工组织设计和设备、设施选择是经有关科技人员共同研究商定的，通过技术计算和验算，定有其使用价。为了防止螺栓过紧或过松按工艺要求打好力矩、涂好螺纹锁固，二硫化钼。2.2 按预定计划开展安装工作

每一项机电设备安装工作顺序都有其科学性。一个安装工程的计划排队是经过多方面的考虑，经过技术论证排出的，是有科学根据并有一定指导性的，不要随便改动，以免造成工程进度连续不上无法完成工作。

2.3 对安装工作要总体布置、统一安排

发电机分为两个主要类型。同步发电机运行的频率与其所连电网的频率完全相同，同步发电机也被称为交流发电机。异步发电机运行时的频率比电网频率稍高，异步发电机常被称为感应发电机。

感应发电机与同步发电机都有一个不旋转的部件被称为定子，这两种电机的定子相似，两种电机的定子都与电网相连，而且都是由叠片铁芯上的三相绕组组成，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。尽管两种电机有相似的定子，但它们的转子是完全不同的。同步电机中的转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组，励磁绕组建立一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的与定子磁场和电网频率同步的恒定转速上旋转。在某些设计中，转子磁场是由永磁机产生的，但这对大型发电机来说不常用。

感应电机的转子就不同例如，它是由一个两端都短接的鼠笼形绕组构成。转子与外界没有电的连接，转子电流由转子切割定子旋转磁场的相对运动而产生。如果转子速度完全等于定子转速磁场的速度（与同步发电机一样），这样就没有相对运动，也就没有转子感应电流。因此，感应发电机总的转速总是比定子旋转磁场速度稍高，其速度差叫滑差，在正常运行期间。它大概为1%。

同步发电机和异步发电机

将机械能转化为电能装置的发电机常用同步励磁发电机、永磁发电机和异步发电机。同步发电机应用非常广泛，在核电、水电、火电等常规电网中所使用的几乎都是同步发电机，在风力发电中同步发电机即可以独立供电又可以并网发电。然而同步发电机在并网时必须要有同期检测装置来比较发电机侧和系统侧的频率、电压、相位，对风力发电机进行调整，使发电机发出电能的频率与系统一致；操作自动电压调压器将发电机电压调整到与系统电压相一致；同时，微调风力机的转速从周期检测盘上监视，使发电机的电压与系统的电压相位相吻合，就在频率、电压、相位同时一臻的瞬间，合上断路器将风力发电机并入系统。同期装置可采用手动同期并网和自同期并网。但总体来说，由于同步发电机造价比较高，同时并网麻烦，故在并网风力发电机中很少采用。

控制监测系统

风力机的运行及保护需要一个全自动控制系统，它必须能控制自动启动，叶片桨距的机械调节装置（在变桨距风力机上）及在正常和非正常情况下停机。除了控制功能，系统也能用于监测以提供运行状态、风速、风向等信息。该系统是以计算机为基础，除了小的风力机，控制及监测还可以远程进行。控制系统具有及格主要功能：

1、顺序控制启动、停机以及报警和运行信号的监测

2、偏航系统的低速闭环控制

3、桨距装置(如果是变桨距风力机)快速闭环控制

4、与风电场控制器或远程计算机的通讯

风机传动系统

叶轮叶片产生的机械能有机舱里的传动系统传递给发电机，它包括一个齿轮箱、离合器和一个能使风力机在停止运行时的紧急情况下复位的刹车系统。齿轮箱用于增加叶轮转速，从20~50转/分到1000~1500转/分，后者是驱动大多数发电机所需的转速。

齿轮箱可以是一个简单的平行轴齿轮箱，其中输出轴是不同轴的，或者它也可以是较昂贵的一种，允许输入、输出轴共线，使结构更紧凑。传动系统要按输出功率和最大动态扭矩载荷来设计。由于叶轮功率输出有波动，一些设计者试图通过增加机械适应性和缓冲驱动来控制动态载荷，这对大型的风力发电机来说是非常重要的，因其动态载荷很大，而且感应发电机的缓冲余地比小型风力机的小。

异步发电机

永磁发电机是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机，常用的永磁材料有铁氧体（BaFeO）、钐钴5(SmCo)等，永磁发电机一般用于小型风力发电机组中。

异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态，从其激励方式有电网电源励磁发电（他励）和并联电容自励发电（自励）两种情况。

1电网电源励磁发电：是将异步电机接到电网上，电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场，再用原动机拖动，使转子转速大于同步转速，电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反，而机械力矩的方向则与转速方向相同，这时就将原动机的机械能转化为电能。在这种情况下，异步电机发出的有功功率向电网输送；同时又消耗电网的无功功率作励磁作用，并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率，因此异步发电机并网发电时，一般要求加无功补偿装置，通常用并列电容器补偿的方式。

２、并联电容器自励发电：并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。励磁电容的接入在发电机利用本身的剩磁发电的过程中，发电机周期性地向电容器充电；同时，电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程，不断地起到励磁的作用，从而使发电机正常发电。励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容，主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容，辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定，防止电压崩溃而设的。

通过上述的分析，异步发电机的起动、并网很方便且便于自动控制、价格低、运行可靠、维修便利、运行效率也较高、因此在风力发电方面并网机组基本上都是采用异步发电机，而同步发电机则常用于独立运行方面。

偏航系统的设计

根据调向力矩的大小，可以进行齿轮传动部分的设计计算。当驱动回转体大齿轮的主动小齿轮的强度不能满足时，可选用两套偏航电机－－－行星齿轮减速器分置于风轮主轮的两侧对称布置，每个电机的容量为总容量的一半。齿轮传动计算可按开式齿轮传动计算，其主要的磨损形式是齿面磨损失效，如调向力矩较大，除按照弯曲强度计算之外，应计算齿面接触强度。

值得注意的是，大多数风机的发电机输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋转，为了防止偏航超出而引起的电缆旋转，应该设置解缆装置，并增加扭缆传感器以监视电缆的扭转状态。位于下风向布重的风轮，能够自动找正风向。在总体布置时应考虑塔架前面的重量略重一些，这样在风机运行时平衡就会好一些。

电机的切换

根据风速决定是选择小发电机并网发电，还是选择大发电机空转，若风速低于8米/秒，则小发电机并网运行且风机运行状态切换到“投入G2”。

如果风速高于8米/秒，则选择“空转G1”运行状态。

投入G2：

小发电机接触器闭合，发电机并网电流由可控硅控制到350A。一旦投入过程完成，可控硅切除，风机切换到“运行G2”状态。

风电投入小发电机发电，如果平均输出功率在某一单位时间内太低，这是小发电机断开且风机切换到“等待重新支转”的状态。如果平均输出功率超过了限定值110KW，则小发电机切除，风机运行状态切换到“G1空转”。

G1空转：

风机等待风速达到投入大电机的风速，一旦达到这个风速则风机就切换到“投入G1”状态。

投入G1：

大发电机的接触接通。发电机的并网电流由可控硅将其限定在350A。投入过程一结束，可控硅切除，风机切换到“运行G1”状态。

运行G1

风机的大电机投入发电，如果功率输出在一定的时间内少于限定值80KW，大发电机切除，风机的运行状态切换到“切换G11-G12”状态。

切换G1-G2

大发电机的接触器切除小发电机的接触器接通，可控硅将发电机的电流限定到700A，一旦投入过程完成，可控硅切除，风机转为“运转G2”状态。

等待再投入

如果小发电机的出力小于限定值，则此运行状态动作。此状态下，小发电机的接触器被切除，如果风速有效，风机就切换到“投入G2”状态，如果风速低于限定值，风机将切换到“空转G2”状态。

风机工作状态之间转变

风机工作状态之间转变

说明各种工作状态之间是如何实现转换的。

提高工作状态层次只能一层一层地上升，而要降低工作状态层次可以是一层或多层。这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是确保机组的安全运行。如果风力发电机组的工作状态要往更高层次转化，必须一层一层往上升，用这种过程确定系统的每个故障是否被检测。当系统在状态转变过程中检测到故障，则自动进入停机状态。

当系统在运行状态中检测到故障，并且这种故障是致命的，那么工作状态不得不从运行直接到紧停，这可以立即实现而不需要通过暂停和停止。

下面我们进一步说明当工作状态转换时，系统是如何动作的。

1．工作状态层次上升

紧停→停机

如果停机状态的条件满足，则：

1)关闭紧停电路；

2)建立液压工作压力；

3)松开机械刹车。

停机→暂停

如果暂停的条件满足，则，1)起动偏航系统；

2)对变桨距风力发电机组，接通变桨距系统压力阀。

暂停→运行

如果运行的条件满足，则：

1)核对风力发电机组是否处于上风向；

2)叶尖阻尼板回收或变桨距系统投入工作；

3)根据所测转速，发电机是否可以切人电网。

2．工作状态层次下降

工作状态层次下降包括3种情况：

(1)紧急停机。紧急停机也包含了3种情况，即：停止→紧停；暂停→紧停；运行→紧停。其主要控制指令为：

1)打开紧停电路；

2)置所有输出信号于无效；

3)机械刹车作用；

4)逻辑电路复位。

(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行→停机。

暂停→停机

1)停止自动调向；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)。

运行→停机

1)变桨距系统停止自动调节；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)；

3)发电机脱网。

(3)暂停。

1)如果发电机并网，调节功率降到。后通过晶闸管切出发电机；

2)如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至0。

(三)故障处理

工作状态转换过程实际上还包含着一个重要的内容：当故障发生时，风力发电机组将自动地从较高的工作状态转换到较低的工作状态。故障处理实际上是针对风力发电机组从某一工作状态转换到较低的状态层次可能产生的问题，因此检测的范围是限定的。

为了便于介绍安全措施和对发生的每个故障类型处理，我们给每个故障定义如下信息：

1)故障名称；

2)故障被检测的描述；

3)当故障存在或没有恢复时工作状态层次；

4)故障复位情况(能自动或手动复位，在机上或远程控制复位)。

(1)故障检测。控制系统设在顶部和地面的处理器都能够扫描传感器信号以检测故障，故障由故障处理器分类，每次只能有一个故障通过，只有能够引起机组从较高工作状态转入较低工作状态的故障才能通过。

(2)故障记录。故障处理器将故障存储在运行记录表和报警表中。

(3)对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：

1)降为暂停状态；

2)降为停机状态；

3)降为紧急停机状态。

4)故障处理后的重新起动。在故障已被接受之前，工作状态层不可能任意上升。故障被接受的方式如下：

如果外部条件良好，一此外部原因引起的故障状态可能自动复位。一般故障可以通过远程控制复位，如果操作者发现该故障可接受并允许起动风力发电机组，他可以复位故障。有些故障是致命的，不允许自动复位或远程控制复位，必须有工作人员到机组工作现场检查，这些故障必须在风力发电机组内的控制面板上得到复位。故障状态被自动复位后10min将自动重新起动。但一天发生次数应有限定，并记录显示在控制面板上。

如果控制器出错可通过自检(WATCHDOG)重新起动。

第五篇：风电规范

风电标准

一、风电标准体系建设

随着风电产业的快速发展及日趋成熟，我国已基本形成了较为完整的风电标准体系。国家能源局组织成立能源行业风电标准化技术委员会，提出了我国风电标准体系框架，主要包括6大体系29大类，涵盖风电场规划设计、风电场施工与安装、风电场运行维护管理、风电并网管理技术、风力机械设备、风电电器设备等风电产业的各个环节。我国风电标准体系框架如表2-1所示。

二、风电技术标准制定

截至2011年底，我国已发布风电技术标准41个，待批3个，在编6个。其中，风电场规划设计体系标准21个，风电场施工与安装体系标准5个，风电场运行维护管理体系标准1个，风电并网管理技术体系标准3个，风力机械设备体系标准1个，风电电器设备体系标准9个。

国标建设

2011年12月，国家标准化管理委员会批准发布《风电场接入电力系统技术规定》（GB/Z 1996 3-2011）。

新国标对于低电压穿越、接入系统测试等都提出了更多和更严格的标准。针对脱网事故，新国标提出了低电压穿越方面的约束，要求风电场并网点电压跌至20％标称电压时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625ms，特别的，要求风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90%时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。针对接入系统测试，新国标提出了当接入同一并网点的风电场装机容量超过40兆瓦时，需要向电力系统调度机构提供风电场接入电力系统测试报告，累计新增装机容量超过40兆瓦时，需要重新提交测试报告。

新国标发布后一直争议不断，特别是对并网影响最大的低电压穿越要求，会否导致风电产业格局重新洗牌，暂停运行的风电机组能否重新并网，这些问题都引发行业内热烈的讨论。

行标建设

2011年8月，国家能源局召开能源行业风电标准技术委员会一届二次会议，发布18项风电并网设计技术规范。《大型风电场并网设计技术规范》、《风电场电能质量测试方法》等行标正式发布。《风电信息收集和提交技术规定》、《风电调度运行管理规范》、《风电功率预测系统功能规范》等三个行标待批。

行标的发布进一步完善和补充了风电安装运营、维护管理、并网运行等方面的技术标准，为进一步建立和完善我国风电行业标准、检测、认证管理体系，规范风电行业的发展奠定了基础，对于保障电网安全稳定运行，促进风电与电网协调发展创造了条件。

企标建设

在国家和行业标准颁布相对滞后的情况下，国家电网公司加快研究建设风电企业标准体系。

建立了适应我国风电接入及调度运行的企业标准体系。2005年以来，国家电网公司先后编制修订22项企业标准。2006年7月，《国家电网公司风电场接入电网技术规定（试行）》颁布施行。2009年12月，颁布了《风电

场接入电网技术规定》（Q/GDW 392-2009），提出了风电场需要具备功率控制、功率预测、低电压穿越、监控通信等功能要求。2010年2月，颁布了《风电调度运行管理规范》（Q/GDW 432-2010），同时制定了《国家电网公司风电场接入系统设计内容深度规定》等多个配套规定。2011年，针对新出现的高电压穿越问题，积极开展风电场高电压穿越的技术标准研究和制订工作，与国际标准接轨，同时颁布了《风电功率预测系统功能规范》（Q/GDW 588-2011）、《风电场功率调节能力和电能质量测试规程》（Q/GDW 630-211）等多个配套规定。具体如表2-2所示。

开展《风电场电气系统典型设计》编制工作。为引导风电设计的规范化、标准化，2009年，国家电网公司组织开展了风电场电气系统典型设计研究编制工作，推动建设环境友好、资源节约、符合国家绿色能源政策的风电场，促进风电场与电网的协调发展。2011年，结合几次风电场大规模脱网事故，编制单位对风电场电气系统典型设计进行了进一步修改和完善。

此外，国家电网公司还承担相关国际标准的制定，牵头IEEE《储能系统接入电网设备测试标准》的制定、国际电工委员会（IEC）大容量新能源发电及大容量储能接入电网研究等，参与制订风电机组和风电场电气建模方面的国际标准，提高了我国在风电国际标准领域的话语权。