子技术的发展，近几年来变桨变速恒频风力发电机受到青睐 和开发应用。特别是种采用双反馈发电机技术的变速风力机，纷纷被用于些 较大容量的风力机上。其叶轮的转速随风速而改变，通过大功率电力电子变换器， 用转速与电网频率之差的信号改变转子电流频率，使发电机的交流电输出与电网 保持同频率。由于它被设计成在几乎所有的风况下都运行在相应风速下效率曲线 的最高点，试验表明，在平均风速时，变速风电机要比恒速风电机多捕 获的风能。无齿轮箱直驱式变桨变速恒频风电机将是今后风电机的发展 趋势和方向。根据丹麦咨询公司对世界风电开发市场调查最新报导，世界风电装机容 量在未来的五年内将以平均每年的速度增长。年世界风电装机容量已达 到包括海洋。到年世界总装机容量将达到。并且在未 来年内将有容量的风力机投入运行。 目前，国际市场风电正处在快速增长之中，每年以的速度增长。欧洲风 能协会和丹麦能源与发展论坛发表了份研究报告认为在年内，风力发电 量可满足世界电力需要的。 附国外代表产品技术和公司及年底世界各地总装机容量。 详见表表。 表国外主要风力发电机制造厂商的产品型号及技术规格 厂商 所在国丹麦德国德国丹麦德国 风机型号 额定功率 轮毂高度 机舱质量 切入风速 额定风速 切出风速无无 风轮直径 风轮转速 转速控制电网控制变极变浆主动顺浆变速电网控制变级变速 过速控制联合失速变浆变浆失速变浆 发电机类型异步电机双馈异步电机同步电机异步机变极水冷同步电机 并网设备晶闸变逆变器逆变器晶闸变逆变器 齿轮箱传动比无齿轮箱，无齿箱 主刹车系统半变浆距双变浆系统叶片顺浆叶尖刹车叶片顺浆 续表 厂商 所在国丹麦丹麦丹麦丹麦德国 风电机型号 额定功率 轮毂高度 机舱质量 切入风速 额定风速 切出风速 风轮直径 风轮转速 转速控制变浆变速变浆变速变浆变速电网控制变极电网控制变极 过速控制变浆最佳转速变浆最佳转速变浆最佳转速主动失速失速 发电机类型异步电机最佳转速异步电机最佳转速异步电机最佳转速异步机变极水冷异步机变极水冷 并网设备转换系统转换转换晶闸管晶闸管 齿轮箱传动比 主刹车系统叶片顺浆叶片顺浆叶片顺浆叶尖刹车叶尖刹车 表 世界风电装机容量地区及国家分布表年单位兆瓦 国家或地区年底新增年底 非洲和中东 埃及 摩洛哥 突尼斯 其他 总计 亚洲 印度国家或地区年底新增年底 中国 日本 韩国 中国台湾 菲律宾 其他 总计 欧洲 欧盟 欧洲自由贸易联盟 乌克兰 申请加入欧盟国家 其他 总计 拉丁美洲和加勒比海地区 哥斯达黎加 加勒比海地区 巴西 阿根廷 哥伦比亚 其他 总计 北美 美国 佛得角，伊朗，以色列，约旦，尼日利亚，南非孟加拉国， 印度尼西亚，斯里兰卡奥地利，比利时，塞浦路斯，捷克斯洛伐克，丹麦， 爱沙尼亚，芬兰，法国，德国，希腊，匈牙利，爱尔兰，意大利，拉脱维亚，立 陶宛，卢森堡，马耳他，荷兰，波兰，葡萄牙，斯洛伐克，斯洛文尼亚，西班牙，瑞典，英国冰岛，列支敦士登，挪威，瑞士保加利亚，克罗地亚， 罗马尼亚，土耳其法罗群岛，俄罗斯智利，古巴，墨西哥。 风电世界排名前十名国家在全球风电装机容量中所占比例 世界风电市场各风电机组制造商所占比例 国内风力发电发展状况及市场需求 原国家计委在九五乘风计划中，风电机组国产化的部署招标选 定国内总装厂，然后与国外风电机组制造商合资生产。中国西安航空发动机公司 与德国公司合资，引进型风电机组制 造技术洛阳拖与西班牙公司合资组建了拖美德风电设备公司，生产 风电机组中国航空工业总公司下属万电公司引进澳地利技术开发研制了 风电机组浙江省机电院将科技攻关成果风电机组技术转化为商 品，年在风电机组的基础上研制出风电机组并造制台在山 东长岛并网发电。浙江省机电院和新疆金风公司与德国公司合作，引进了 风力发电机组制造技术转化为商品，上述产品在国内处于先 进水平，但与国际先进产品性能相比差距仍然很大。近二年国内风电市场迅猛发 展，大连重工年底与德国签定兆瓦风力发电机组生产许可 证合同，开始风力发电机组的开发研制，目前已完成台样机生产。东方汽轮 年底与德国签定兆瓦风力发电机组生产许可证合同，开始风力 发电机组的开发研制，目前已完成台样机生产。保定厂年底与德国 签定兆瓦风力发电机组生产许可证合同，开始风力发电机组的开发 研制。 国内虽然使用风力机的历史比较长，但是真正进入商 贺兰 红碴子 新疆 达坂城场 达坂城二场 布尔津 阿拉山口 托里 香港 南丫岛 全国除台湾省 第三章研究开发内容和技术关键 研究开发项目内容 根据国家发展改革委的长期产业规划，我国的风电装机容量规划目标到 年风电装机容量达到万千瓦，以及国家发展和改革委员会发布公告， 中国决定在年到年间，实施可再生能源和新能源高技术产业化专项， 重点包括五大领域。其中，风力发电主要开展兆瓦变速恒频风力发电机组和 兆瓦直接驱动永磁式风电机组。年月，全国风电建设前期会议召开， 国家发展和改革委员会能源局决定，在年建立起完备的风力发电工业体系， 风电技术水平和装备能力达到国际水平。我公司已与德国艾罗迪公 司于年月日在杭州签暑了联合开发研制兆瓦变速恒频风力发电 机组合同书。附件公司与德国艾罗迪公司联合开发研制兆 瓦风力发电机组开发合同变速恒频风力发电系统般采用永磁同步电机或者双馈电机作为发电机，通 过变桨距控制风轮使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行，是目前 风力发电技术的发展方向。对于风机来说，其调速范围般在同步速的 之间，如果采用普通鼠笼异步电机系统或者永磁同步电机系统，变频器的 容量要求与所拖动的发电机容量相当，这是非常不经济的。双馈异步风力发电系 统定子和电网直接相连接，转子和功率变换器相连接，通过变换器变频器的 功率仅仅是转差功率，这是各种传动系统中效率比较高的，该结构适合于调速范 围不宽的风力发电系统，尤其是大中容量的风力发电系统。 近几年来，公司在开发研制生产风力发电机组的 过程中，已锻炼培养大批科技技术人员，已具备开发研制兆瓦级风力发电机 组的能力。我公司与德国艾罗迪公司联合开发研制兆瓦变速恒 频风力发电机组。按照德国质量认证机构劳埃德有关风力机规范和标准设计 制造，通过开发消化吸收国产比率达到以上，技术水平达到国际领先 水平。 我公司开发研制的风力发电机组采用水平轴 三叶片上风向变桨距变速调节，采用双反馈异步发电机组的总体设计方案也 是当今世界上技术成熟性能可靠的风力发电机组设计方案之。 研究开发内容 开发研制变速恒频双馈异步风力发电机组，它包括绕线型双馈异 步风力发电机，大容量交直交型双向变流器，风力机系统控制器，变桨距控 制系统，主传动齿轮箱优化设计，叶片优化设计及选型。额定电压三相定转子电压，频率 双馈异步发电机三相，定子接转子接，定子额定电压， 额定功率，定子侧功率因数为，转子额定电压，额定电流 大容量交直交双向变流器三相输入输出额定电压，输出额 定电流，容量，网侧功率因数为 变速恒频双馈异步风力发电机系统变速范围，效率 ，发电量额定值基于双的全数字化控制标准通讯接口具有 故障检测和保护功能，可靠运行。 风力机系统控制器常规的状态监测，偏航控制，变桨控制，功率因 数控制，自动软并网和软解列控制自动最大功率点跟踪控制随机风速下的电 功率平滑控制基于的全数字化控制标准通讯接口具有过流过压过 温等故障检测与保护功能和显示功能符合工业现场运行要求。 风电机组防雷保护技术研究，避雷装置的设计符合的规定，有内 外避雷保护。 大型风力发电机技术设计涉及空气动力机械电力电子材料等各学科 领域技术，我公司与德国艾罗迪公司负责把握总体设计技术，并对 零部件供应商提出零部件的规格型号技术标准和技术要求。主要零部件有双 反馈异步发电机齿轮箱叶片变频器变桨距控制器风力发电机组电控系 统该电控系统由本公司生产制造偏航轴承主轴轴承偏航减速器偏航 刹车制动器高速闸制动器偏航减速器液压装置润滑系统减振器离合 器等。 产品结构﹡风机主轴齿轮箱机械刹车由求墨铸铁壳体连成体，结构紧凑，发电机 与齿轮箱之间采用万向联轴器及安全离合器连接。这样既可使装配简单又可在异 常情况下通过扭矩的限制保护整个放置系统。 ﹡风机带有自动偏航系统，可根据风向标自动确定风力发电机的方向，当风向 发生偏转时，控制系统根据风向标信号，通过减速的驱动机舱自动对准风向。偏 航系统在工作时带有阻尼控制，并采用较优化偏航速度的设计，使机组偏航旋转 更加平稳。 ﹡风机的控制系统，采用了柔性刹车技术，在保证安全停机的前题下，制动过 程平稳。 ﹡双馈异步发电机设计带有定的安全裕量的较宽的高效率范围，以防止瞬时 冲击载荷在低风速轻载荷时依然能保持较高的效率。 ﹡在机组设计中考虑到复杂气候条件下运行，齿轮箱采用加强型设计，以抵抗 气动载荷的冲击。系统设置了齿轮润滑油加热装置，外接强迫油冷却装置发电 机加热除湿散热系统等。 ﹡风机的机舱结构设计采用了人性化的设计方案，非常方便运行人员检查维修， 并且还设计了电动提升装置，方便工具及备件的提升。 ﹡电控系统由就地控制和远方遥控两部份组成，就地控制设计有软件并网装置，