雙饋式風力發(fā)電機組發(fā)展情況概述

　　目前，帶齒輪箱風力發(fā)電機組主要有雙饋式風力發(fā)電機組和全功率變頻風力發(fā)電機組兩種形式，其中雙饋式風力發(fā)電機組市場份額超過90%。下面著重闡述雙饋式風力發(fā)電機組特點、市場應(yīng)用情況及其發(fā)展趨勢。

　　一、雙饋式風力發(fā)電機組特點

　　雙饋式風力發(fā)電機組具有以下特點

　　1.技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠。自工業(yè)化革命以來，齒輪傳動已經(jīng)成為技術(shù)最成熟、最主流的傳動方式，廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、汽車、鐘表等工業(yè)和生活領(lǐng)域。風力發(fā)電機組工作環(huán)境惡劣，對機組可靠性要求很高。雙饋機組采用的大功率大速比齒輪箱技術(shù)從20世紀90年代起已經(jīng)開始應(yīng)用，其在風電中的故障率已低于電氣系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)。葉輪+齒輪箱+發(fā)電機的傳動鏈結(jié)構(gòu)簡單，各類載荷分配合理，整體質(zhì)量可靠性高。

　　2.效率高、性價比優(yōu)。該技術(shù)有效分配了機械傳動系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)配置，通過高速比齒輪箱提高電機轉(zhuǎn)速，大幅提高發(fā)電機效率。同時該機型僅有占額定功率1/5～1/3的轉(zhuǎn)差功率通過變流器，變流器的能量損失小。整機效率高、性價比優(yōu)。

　　3.可維護性好。雙饋式風力發(fā)電機組一般采用葉片+輪轂+齒輪箱+聯(lián)軸器+發(fā)電機的傳動結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)各主要部件相對獨立，可以分別進行維護和維修?，F(xiàn)場維修容易，時間響應(yīng)及時。

　　4.電能質(zhì)量好，低電壓穿越能力強。雙饋式風力發(fā)電機組采用雙饋式感應(yīng)電機和部分功率變流技術(shù)，發(fā)出的70%以上的電能通過定子輸送到電網(wǎng)，產(chǎn)生的諧波小、電能質(zhì)量好。同時，該技術(shù)具有功率因數(shù)可調(diào)、有功功率和無功功率控制方便，低電壓穿越性能好等特點，可實現(xiàn)電網(wǎng)友好型接入。

　　但在大型風力發(fā)電機組實際運行中，齒輪箱是故障率較高的部件。由于風力發(fā)電機組一般安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規(guī)律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械高得多的要求。例如對構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動和沖擊；保證充分的潤滑條件等。對冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點，對運轉(zhuǎn)和潤滑狀態(tài)進行遙控。

　　二、市場應(yīng)用情況

　　全球權(quán)威風能產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)BTM最新發(fā)布的2009年全球風電產(chǎn)業(yè)報告顯示，2009年全球新增風電裝機1380萬千瓦，在已裝機的風力發(fā)電機組中，86%的風力發(fā)電機組采用帶齒輪箱的風力發(fā)電機組。在全球前十大風電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)中，有VESTAS、GE WIND、華銳風電、GAMESA、東汽、SUZLON、SIEMENS、REPOWER等八家企業(yè)采用齒輪箱技術(shù)。在直驅(qū)風電產(chǎn)品中，約8.5%的機組采用電勵磁直驅(qū)方式，而永磁直驅(qū)不足5%。目前，全球已并網(wǎng)運行的800多臺海上風力發(fā)電機組，全部采用帶齒輪箱的傳動形式。

　　從目前國內(nèi)的情況來看，帶齒輪箱機組變槳變速雙饋式風力發(fā)電機組的裝機容量比例最大，代表廠家包括華銳風電、東汽、國電聯(lián)合動力、明陽、上海電氣和北重等，市場份額超過80%；直驅(qū)式變槳變速型風機也有一定裝機容量，代表廠家包括金風科技、湘電風能等。

　　三、發(fā)展趨勢

　　風力發(fā)電機組技術(shù)的成熟性、質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性、及時而低成本的維修將是市場選擇的最重要標準。帶齒輪箱機組技術(shù)已經(jīng)在過去的十多年中成為大型風力發(fā)電機組的主流技術(shù)；永磁直驅(qū)技術(shù)目前尚未得到市場長時間的運營檢驗。從我國目前情況來看，帶齒輪箱機組占據(jù)風電技術(shù)的主流地位。也有一些企業(yè)認為齒輪箱是故障較高的部件，采用無齒輪箱結(jié)構(gòu)能大大提高風電機組可靠性，降低故障率，提高風電機組壽命，因此，這些企業(yè)看好直驅(qū)機組未來發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨?，使得擁有直?qū)風電機組生產(chǎn)技術(shù)的廠商數(shù)量在逐漸增加，包括Enercon、金風科技、西門子、GE、湘電風能、航天萬源和東方電機等。