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2009-2010年国内外风电产业发展报告

2011-01-26 16:01:25 北极星电力网

(一)全球风电产业发展概况

1.全球风电市场发展现状

在过去的5年间,风电发展不断超越其预期的发展速度,而且一直保持着世界增长最快能源的地位。2005年以来,全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%,新增装机容量年平均增长率为36.1。根据丹麦BTM咨询公司报告,2009年全球有超过3810.3万kW的新增装机容量并入电网,营业总额达到500亿欧元。截至2009年底,全世界风电累积装机总容量约为1.6亿kW,同比上年增长31%.目前,风电的年发电量约3400亿kWh,风力发电量已经占到世界总发电量的2% 以上。在累计装机容量上,欧洲仍然是风力发电市场的领导者,截至2009年底,其累积装机总容量为7655.3万kW,占全世界风电总装机的 47.9%,提前超额完成了到2010年风电装机容量达到4000万kW的目标。但是,在2009年新增装机容量方面,欧洲只占28.2%,北美洲达到 39.3%,亚洲达到30%0,欧洲已经失去其领先的地位了,中国和美国成了推动全球风电产业的火车头。目前,德国、西班牙和意大利三国的风电机组的装机容量约占到欧洲总量的65。近年来,在欧洲大力发展风电产业的国家还有法国、英国、葡萄牙、丹麦、荷兰、奥地利、瑞典、爱尔兰。欧洲之外,发展风电的主要国家有美国、中国、印度、加拿大和日本。迄今为止,世界上已有82个国家在积极开发和应用风能资源。风电在未来20年内将是世界上发展最快的能源。

根据丹麦RISy国家研究实验室对安装在丹麦的风电机组所进行的评估,从1981--2002年间,风电成本由15.8欧分/kWh下降到4.04欧分/kWh,预计2010年度电成本下降至3欧分/kWh, 2020年降低至2.34欧分/kWh。海上风力资源条件优于陆地,陆地适于安装风电机组的场址有限,以及在陆地安装风电机组对景观造成影响,产生的噪音可能影响周围的居民。将风电场从陆地向近海发展在欧洲已经成为一种新的趋势。有人把风电的发展规划为3步曲,陆上风电技术(当前技术)一近海风电技术(正研发技术)一海上风电技术(未来发展方向)。目前近海风电场的开发主要在欧洲的丹麦、英国、荷兰、瑞典、爱尔兰、德国等国家。到2009年底,已有834台共211万kW的风电机组在海上风电场投入运行,约占全球累计风电装机容量的1.3%. 2009年新增海上风电场9个,新增海上装机容量68.9万kW,新增海上风电机组224台,最小单机功率为2MW,最大装机功率5MW。其中:英国新建 3个海上风电场(30.6万kW)、丹麦一个(20.7万kW)德国一个(6万kW)。这些海上风电场60%都在浅海区。近海风电场市场广阔,成为欧洲发展风电产业的新动力。预计在2010年以后,英国、丹麦、瑞典和德国将把风力发电发展重点移师海上。欧洲风能协会预测欧洲近海风电装机容量2010年达到1000万kW,2020年可达到7000万kW。丹麦BTM咨询公司预测:到2015 年,全球海上风电场累计装机容量将达到1849万kW到2425万kW之间。

当前国外风电市场上的主力机型是1.3MW, 2009年全世界新装机组的单机平均功率为1.6兆瓦。2009年全世界兆瓦级的风电机组当年装机容量占到了总装机容量的91.4%,单机容量逐步增大已成为国际风电市场发展的必然趋势。随着海上风电的迅速发展,单机容量为3 ti 6MW的风电机组已经开始进行商业化运行。美国7MW风电机组已经研制成功,正在研制10MW机组;英国10MW机组也正在进行设计,挪威正在研制 14MW的机组,欧盟正在考虑研制20MW的风电机组,全球各主要风电机组制造厂家都在为未来更大规模的海上风电场建设做前期开发。

下面根据丹麦BTM咨询公司2010年3月统计资料整理的一组表格对2009年世界装机容量、数量、风电供应商、兆瓦级产品等做了统计和分析。从表1可以看出,亚洲国家和美洲国家已经成为风电的主要市场,这两个洲占了2009年全球装机新增容量的69.3%,但是欧洲风电市场新增容量仍占 28.2%,在全球累计装机容量上,欧洲仍占第一位。[page]

 

 

[page]在亚洲,中国风电市场将以特别迅猛的速度增长,在2014年之前,中国将超过美国成为世界第一风电产业大国。印度将继续以每年250万kW/年的势头增长,并有望在预测期年底实现每年风电机组需求量的翻倍。从2010年到2014年,全球平均每年新增装机容量的增长率将维持在13.5%,全球平均每年累计装机容量的增长率将维持在22.8%.在2009年,海上风电的发展落后于预测。关于未来的进程,人们有很多担心,特别是:什么时候、怎样和什么样的新技术将是可能应用的,其成本如何?英国在2009年已经成为海上风电的领头国家,其次是丹麦、德国和瑞典。由于德国规划项目的拖后,海上风电装机容量可能会低于原来的预测量。在2010-2014年5年中,全球的总增长量预测值是28760万kW,其中海上风电只占4.7%。在欧洲,海上风电的增长量可占整个欧洲的12.7%。

(二)我国大型风力发电产业发展现状

1. 2009年我国风电场装机情况

2009年,我国风电场装机容量增长速度更加迅猛,新增机组(台湾未计拗10129台,新增装机容量1380.32万千瓦,与2008年新增装机容量624.6万千瓦比,2009年增长率为124%。平均单机容量为1.36兆瓦,最大单机容量为3兆瓦。2009年外资企业新增装机容量比例下降到13%,内资企业新增装机容量上升到87%。我国内资风电企业兆瓦级产品实现了大批量生产和安装,显著降低了风力发电的成本,为我国风电产业今后的大规模发展奠定了坚实的基础。在国家“可再生能源法”等政策的支持下,目前我国各地发展风电的积极性空前高涨。2009年底,风力资源丰富的内蒙古自治区在我国实现累计风电装机容量突破900万千瓦,建成了辉腾锡勒、辉腾梁、巴音郭勒和赤峰等多处大型风力发电场,成为我国风电装机容量最大的省份。与此同时,中国国电集团所属龙源集团的风电场装机容量在2009年新增装机容量突破260万千瓦。这些都说明,我国风电产业经过多年进步后,已经经历了连续快速发展的阶段。

到2009年底,中国(除台湾省未统计外)累计安装并网型风电机组21581台,装机容量约2580.53万kW。与2008年累计装机1215.3万kW相比,2009年累计装机增长率为114%。截止到2009年12月31日,中国风电累计装机超过100万千瓦的省份超过9个,其中超过200万千瓦的省份4个,分别为内蒙古(919.62万千瓦)、河北(278.81万千瓦)、辽宁(242.53万千瓦)、吉林(206.39万千瓦)。内蒙古2009年当年新增装机554.52万千瓦,累计装机919.62万千瓦,实现150%的大幅度增长。2009年,我国内资企业和合资企业安装的风电产品已占当年国内累计市场份额的75.92%,国产机组的市场占有率比2008年又有大幅度增长,大大超过外资企业,华锐风电的份额最大,占累计总装机的21.9%,内资与合资企业产品的28.85%。外资企业产品占24.1,其中丹麦Vestas的份额最大,占当年累计总装机容量的7.79%,外资企业产品的33.85%。2009年,我国内资企业和合资企业安装的风电产品已占年国内新增市场份额的87%,国产机组的市场占有率比2008年又有大幅度增长,大大超过外资企业,华锐风电的份额最大,占新增总装机的25.3%,内资与合资企业产品的29.1%。外资企业产品占13%,其中丹麦Vestas的份额最大,占当年新增总装机容量的4.4%,外资企业产品的33.85%。相关数据见表9一表11。

根据中国机械联合会发电设备中心的统计和业内专家预测,2010年我国新增装机容量约1600万千瓦,比2009年增长15.9%;累计装机容量将达到4200万千瓦,比2009年增长62%。由此可见,我国风电装机容量连续翻番的时期已经结束,从2010年开始我国风电产业的发展将进入稳定发展、慢速增长期。预计从2011年一2015年,我国每年的风电新增装机容量将在1200万千瓦到1500万千瓦之间排徊。以质取胜,开发大型海上风电机组,从风电制造大国向风电强国转变将是风电产业界今后五年的主要任务。[page]
 
2、我国风电场主要开发商的情况

近5年来,我国风电场建设加快,已经进入大规模开发时期。到2009年底,我国已有20多家大型企业积极参与千万千瓦级风电基地建设和其他风电场开发工作。此外,许多中小企业也投入到中小型风电场的建设中。概括起来,我国风电场开发商主要有五种类型。

第一类 中央电力集团。它们是国电、大唐、华能、华电和中电投。它们在中国累计风电装机容量和新增装机容量市场中,都占到了60% o以上的市场份额。

第二类 中央所属的能源企业。神华集团、中海油、中广核和中节能等都属于这类企业,它们在中国累计风电装机容量和新增装机容量市场中,都占到了13% o以上的市场份额。

第三类 省市自治区所属的电力或能源企业。例如:京能、河北建设、宁夏发电集团、鲁能、福建投资和粤电等都属于这类企业。这类企业数量多,在地方拥有一定的资源,在各地风电场开发中,业绩显著。它们在中国累计风电装机容量和新增装机容量市场中,约占巧%左右的市场份额。

第四类 港资和民营企业。如:中国风电、香港建设新能源和天润投资等。

第五类 外资企业。如:汉能、宏腾能源等。
  
我国风电场主要开发商的业绩,请见表12


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值模拟方法得到的结果:全国陆上50m高度风功率密度达到300W/M2的面积约54万平方公里,按每平方公里装机5MW作为技术可开发量估计,技术可开发量约为26.8亿kW;在离岸20km的海域范围内,技术可开发面积约为3.7万km2,离海面50m高度层风能资源技术可开发量为2亿kW;我国风能资源总的技术可开发量为28.8亿kW,陆地大于近海。

考虑到实际可利用的土地面积等因素,初步估计:可利用的陆地上风能储量约800GW ( 8亿kW),近海可利用的风能储量有200GW ( 2亿kW),共计约1000GW (10亿kW)。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000h计,则每年可提供2万亿kWh的电量,近海风电年上网电量按等效满负荷2500h计,每年可提供5000亿kWh的电量。陆上和近海合计约2.5万亿kWh的电量,相当于2005年全国的用电量。中国的风能资源主要分布在三北地区和东南沿海及岛屿地区。

(2)中国的电网不断发展扩大。一方面,东南沿海地区已有较强的高压输电网,因此,风电机组在并网上不会有很多技术问题;另一方面,西部地区虽然目前电网较弱,当地电力销纳能力不强,但国家电网已经开始规划远距离、高压输电线路,随着经济的发展,西部电网将不断延伸和增强。即将出台的规划将强调电网输配能力与风电建设协调发展。同时,智能电网的建设将更有利于风电的并网。

(3)中国的风电制造业发展迅速。目前2兆瓦以下的风电机组已能在国内大批量生产,2.5兆瓦风电机组已经小批量生产并成功运行,3MW机组已经投入运行,5MW大功率风力发电机组已经下线。华锐、金风、东汽已经进入全球十大风电机组制造商的行列。国电联合动力、明阳、湘电、上海电气、浙江运达、沈阳华创、南车时代、北重汽轮电机、远景能源、重庆海装等20家企业已经形成大型风电机组批量生产能力。2010年后,中国将进入全球风电设备生产大国的前列,可戚国风电场建设提供充足可靠的装备支持。

(4)国家法律、政策支持。随着《中华人民共和国可再生能源法》的贯彻实施及其配套法规的完善和执行,以及采用固定上网电价等措施的出台,必将对包括风能在内的可再生能源的发展起到更加有力的推动作用。

(5)发展潜力空间大。根据各省规划:到2020年:我国新疆哈密风电基地风电装机将达到1080万千瓦、甘肃酒泉风电墓地达到1270万千瓦、河北风电基地达到1200万千瓦、江苏沿海风电基地达到1000万千瓦、吉林风电基地达到2300万千瓦、蒙东风电基地达到2000万千瓦、蒙西风电墓地达到3780万千瓦。总起来看,到2020年我国七个千万千瓦级风电基地计划总装机容量将达到1.263亿千瓦。我国11个沿海省市自治区规划到2020年共建设海上风电场3000万千瓦。黑龙江、辽宁、山东、广东等全国各地的中小型陆地的风电场发展潜力也非常大。全国电力发展设想:2010年全国电力总装机容量9亿kW(权益容量超过500万kW的占8亿kW),电量4.5万亿kWh a2020年全国电力总装机容量15亿kW(权益容量超过500万kW的占12亿kW),电量7.5万亿kWh。电力装机权益容量超过500万kW的投资者,非水电可再生能源的装机容量:2010年达到3%,即2400万kW; 2020年达到8%,即9600万kW。实际上生物质能和太阳能发电的总量很小,需要风电达到电量目标。

据有关单位的初步预测,我国2015年风电装容量将至少达到9000万kW , 2020年风电装容量将至少达到1.5亿kW,2050年达到5亿kW o 2020年以后,风力发一电将在能源供应和减排温室气体方面起显著作用,届时风电成本将“十分接近”常规电源。2020年以前发展风电的主要目的是尽快培育出本国的风电设备制造产业,以满足风电市场快速增长的需求。为实现上述目标,必须提高国内风力发电设备制造能力,加速风力发电设备国产化进程,形成与风电场建设墓本同步的生产能力,满足国内市场的需求,同时积极争取出口。要建立具有自主知识产权的知名品牌,加强对风力发电机技术.的研究开发,大多数风力发电设备部件要实现国内生产制造,其技术标准和运行质量达到国外同类产品的指标要求,能满足国内风场资源特征及市场需求,形成不同规格的系列化产品。要借鉴国外风力发电机生产的经验,打破行业界限,采用招标方式择优扶持零配件生产厂、整机组装厂,最终实现产品价格、风电场初始投资有较大下降,风力发电成本逐步能与常规发电方式相竞争。在国产化和商业化进程中,要加快形成和建立起风电机组及其主要零部件的质量标准和检测体系。

5、我国并网型风电产业的现状

(1)国内风电机组的技术来源

根据对国内正在制造和生产的风电机组的调查分析,其主要技术来源大致可分为以下五类:

第一类:引进国外的设计图纸和技术,或者是与国外设计技术公司联合设计, 在国内进行制造和生产。象金风科技引进的1.2MW. 1.5MW直驱风电机组,现在已在国内大批量生产和供货。还有浙江华仪、广东明阳、国电联合动力的1.5MW双馈风电机组,重庆海装、上海电气的2MW双馈风电机组等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已经下线。

第二类:购买国外成熟的风电技术,在国内进行许可生产。象金风科技和浙江运达的754kW定桨距风电机组,华锐风电、东方汽轮机的1.5MW的双馈风电机组,都在国内成功大批量生产并实现产业化,这些机组是国内的主力机型。还有重庆海装的850kW,保定惠德、武汉国测、吴忠仪表的1MW,上海电气的1.25MW,北重的2MW等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品已经批量生产。

第三类:与国外公司合资,引进国外的成熟技术在国内进行生产。象航天安迅能、恩德风电的1500kW双馈风电机组,在国内已成功生产并实现产业化。还有湘电风能、瑞能北方的2000kW等公司都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已投入试运行。

第四类:国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业,将其成熟的设计制造技术,在国内进行生产。象歌美飒风电的850kW、苏司兰的1250kW、通用电气的1500kW、维斯塔斯的2000kW机组都是采取这种方式进行生产的,目前已经投入大批量生产。

第五类:采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术,在国内进行生产的风电机组。例如:沈阳华创、江苏新誉、浙江运达、三一重工开发的 1.5MW机组,上海万德的1.5MW机组都是采取这种方式进行生产的。目前,沈阳华创、江苏新誉、浙江运达开发的1.5MW双馈风电机组都已经投入批量生产,并在风电场进行运行。[page]

(2)风力发电机组整机制造企业机况

到2009年10月底已有82家企业进入并网风力发电机组整机制造行业。其中国有、国有控股公司39家,民营制造企业24家,合资企业9家,外商独资企业10家。根据企业的产品产业化落实程度,大致可分为以下五种类型:

第一类:产业化落实程度很好,已具备大批量生产能力的风电机组制造企业有3家,它们是:华锐风电科技有限公司(08年安装了140万千瓦,09 年安装了349万千瓦)、新疆金风科技股份有限公司(08年安装了113万千瓦,09年安装了227万千瓦),东方汽轮机有限公司(08年产能105万千瓦,09年安装了203万千瓦)。这三家企业已经具备了每年千台以上MW级风电机组的供货能力。

第二类:产业化落实程度好,已具备批量生产能力的风电机组制造企业有10家,它们是:国电联合动力技术有限公司(08年安装了0.45万千瓦,09年安装了76.8万千瓦),广东明阳风电技术有限公司(08年安装了17.4万千瓦,,09年安装了74.85万千瓦)、湖南湘电风能有限公司(08年安装了12万千瓦,09年安装了45.4万千瓦)、上海电气风电设备有限公司(08年安装了17.8万千瓦,09年安装了27.425万千瓦)、浙江运达风力发电工程有限公司(08年安装了23万千瓦,09年安装了26.075万千瓦)、沈阳华创风能有限公司(09年安装了16.35万千瓦),北重汽轮电机(08年安装了6万千瓦,09年安装了13.8一万千瓦)、江阴远景能源科技有限公司(08年安装了1.35万千瓦,09年安装了13.65万千瓦)、株洲南车时代风电公司(09年安装了12.705万千瓦)、浙江华仪风电有限公司(09年安装了11.946万千瓦)。这十家企业已经具备了每年百台以上mw级风电机组的供货能力。

第三类:产业化落实程度一般较好,已具备小批量生产能力的风电机组制造企业有9家,它们是:重庆海装科技发展有限公司、江苏新誉风力发电设备有限公司、南通航天万源安讯能风电设备制造有限公司、瑞能北方风电设备有限公司、汉维、银星、保定惠德风电工程有限公司、山东长星风电设备有限公司、保定天威风电科技有限公司等。

第四类:正在进行样机试验或整机设计、试制工作,产业化工作有待进一步落实的风电机组制造企业,包括上海万德风力发电股份有限公司、江西麦德风电公司、潍坊瑞奇能风电公司、广东风盈风电公司等59家。

第五类:已有成熟的设计制造技术,已能在国内大批量制造风力机总机或部件的国外独资企业,包括:维斯塔斯风力发电设备(中国)有限公司(08年产能59.97万千瓦,09年安装了60.875万千瓦)、歌美飒风电(天津)有限公司(08年产能50.83万千瓦,09年上半年安装了27.625万千瓦)、通用电气能源(沈阳)有限公司(08年产能14.55万千瓦,09年安装了32.25万千瓦)、Nordex(天津)(08年产能14.4万千瓦,09年安装了11.10万千瓦)、苏司兰能源(天津)有限公司(08年产能12.85万千瓦,09年安装了29.30万千瓦)、瑞能(19.8万千瓦)等G家。

(3)风电机组配套部件制造企业概况。

随着国内风电市场需求的扩大,风力机关键部件配套生产企业有了较快的发展,风电设备制造和配套部件专业化产业链正逐步形成。其中:叶片制造企业在国内已有80多家,其中已经批量生产的企业有:中航(保定)惠腾风电设备有限公司(09年市场份额22.5%)、连云港中复连众复合材料集团(09年市场份额15.8%)、中材科技(09年市场份额7.9%)、天津LM公司、中能风电设备有限公司、上海玻璃钢研究院、北京玻璃钢研究院等企业。此外,明阳电气、东方汽轮机、国电联合动力、Vestas . Gamesa等风电机组整机制造商自建叶片生产厂,满足本企业需求。目前,国产风电机组叶片已经能够满足国内风电产业发展的需要。  

发电机制造企业有:永济电机厂有限公司、株洲南车电机股份有限公司、东方电机股份有限公司、兰州电机有限责任公司、上海电机厂有限公司、湘潭电机有限公司厂、大连天元电机公司等。此外,北重、新誉、航天万源、三一电气、VestasGamesa. Suzlon等风电机组整机制造商自建发电机生产厂,满足本企业需求。目前,国产风电机组发电机基本能够满足国内风电产业发展的需要。

齿轮箱制造企业有:南京高精齿轮股份有限公司(09年市场份额占40.40/o),大连重工通用减速机厂(09年市场份额占18.7%)、重庆齿轮箱有限责任公司(09年市场份额占17.5%)、 Winergy(天津)、中国第二重型机械集团公司(德阳)、杭州前进风电齿轮箱有限公司等,本地化落实情况好,已能批量生产兆瓦级齿轮箱,目前基本能满足国内风电产业发展的需要。但由于某些大型齿轮箱轴承质量要求高,目前国内暂时无法提供合格的产品,这类齿轮箱产能受国外轴承供应的影响较大。另外齿轮箱制造工艺、质量和产能的提高,需要一些高精设备来保证,这些设备订购周期将对产能有一定影响。

风电机组轴承的制造企业有:洛阳轴承集团技术中心有限公司、瓦房店轴承集团有限责任公司、浙江天马轴承厂和徐州罗特艾德回转支承有限公司等。这些公司已在小批量生产1.5和2MW风电机组主轴轴承,产品正处于小批试应用阶段。目前,中国大部分风电机组制造公司还在采购国外SKF和FAG公司的产品。在偏航、变桨轴承供应商中,除了上述厂家以外,增加了大连冶金轴承、洛阳心能轴承、洛阳汇工、浙江人本、洛阳心强联轴承、上海联合滚动轴承和连云港雷德曼等厂家。目前,我国风电机组轴承短缺的情况已经得到缓解,但是,对于2MW以上的风电机组来说,轴承仍是制约机组产能的因素之一。

变流器和整机控制系统的制造企业有:深圳禾望电气、北京科诺伟业能源科技有限公司、合肥阳光电源有限公司、北京清能华福风电技术有限公司、天津瑞能电气、景新电气、国电龙源电气(保定)、江苏大全、九洲电气等10多家企业。目前国产变流器处于小批量生产或试应用阶段,已能完全满足一部分国内风电整机配套的需要,但国内市场上需求的大部分变流器和整机控制系统仍需从外资公司购买,其中ABB. AMSC-Windtec(美国超导)、Converteam(科孚德)等是最主要的变流器供应商。

我国塔筒、轮毅、机舱等部件的制造企业较多,完全能够满足国内风电产业发展的需要。[page]

(4)大型风电机组出口情况

从2007年以来,中国一些风电机组整机制造企业就开始开拓海外市场,2008年实现零的突破,到2009年底,已经先后有保定惠德、浙江华仪、金风科技、上海电气、华锐风电、江苏新誉6家企业向外国出口了风电机组整机设备。金风科技等中国风电机组制造商已经在国外建立分厂。尽管目前出口量不大,但是中国大型风电机组已经走进国际市场,这是一个重要的开端,今后中国大型风电设备出口量将逐年稳步增加。

(1)国产风电机组设备质量有待提高

由于部分国产风电机组设备质量欠佳,造成风电场可利用率不高。采用国产机组的风电场,其机组可利用率明显低于采用国际先进品牌的机组,根据龙源公司的粗略估算整体上要低7%左右。在2007, 2008年两年间,一些风电场业主受到国产设备交货不按时、不配套,机组调试时间长,调试出来的机组通不过运行考核,风力机和风电场项目不能按时投产的困扰。近几年投入运行的一些国产机组也曾多次出现大的质量和技术故障,如轮毂裂纹,主轴问题,轴承问题,齿轮箱故障,电机故障等等。虽然国产风电机组设备质量逐年提高,但质量问题仍然不可忽视。只有高度重视产品质量,向用户提供可靠的机组,企业才有辉煌的未来。

(2)风电制造企业之间面临激烈竞争

根据2009年10月底的统计,国内风电整机制造企业已经超过82家。风电整机产能的扩大虽然缓解了近两年中国风电机组供不应求的局面,但也预示着我国风电整机制造企业之间白热化竞争的来临。2010年10月底,在“张家口坝上百万千瓦级风电机第二汽”与“新疆哈密千万千瓦级风电基地东南部风区”风电机组招标中,由于竞争激烈,已宣布1.5MW风电机组每千瓦报价跌破4000元,3MW风电机组每千瓦造价最低报价仅为4100元。2010年,我国首轮海上风电场最高种标价也只有0.737元/千瓦时。这样的低价对企业是严峻的考验,企业如果没有强大的实力,很难在今后的风电市场中竞争与生存。未来几年,风电设备需求会趋于稳定或增速减缓,市场需求虽大,但容量有限。即使风电机组累计装机容量到2020年达到1.5亿千瓦,平均每年也只需新增1200万千瓦。目前,风电整机制造业的生产能力仅金风、华锐、东汽三家领军企业的年产量就已经超 1000万千瓦,国电联合动力、广东明阳、上海电气、湖南湘电、江苏新誉、浙江运达、重庆海装等八家的总生产能力也达到600万千瓦,其余70多家如要在市场中竞争,、已经困难重重。到2010年底,我国风电设备的生产能力将超过3000万千瓦,大大超过国内市场需求,今后的出路是大力开拓国际市场。[page]

(3)风电机组整机设计方面与国外的差距

前期靠国外提供设计技术或合作设计,自主设计能力还较薄弱,在设计经验方面和国外仍有一定差距。特别是依据我国风况条件进行自主设计、研发新型风电机组的能力不足,还没有开发出适用的风电机组设计工具软件系统。国际上已经实现5-6MW风电机组的小批量应用,正在设计研制10MW级的风电机组,我国已经研制出3MW风电机组,正在研制5MW级风电机组。

(4)风电机组关健部件方面与国外的差距

兆瓦级以上风电机组配套的轴承、变流器、变桨矩系统处于小批量生产阶段,整机控制系统国内处于试制阶段,这些产品仍主要依赖进口国外产品。重要部件如齿轮箱、发电机的可靠性有待提高,叶片处于自主设计初级阶段。

(5)风电行业公共研究测试平台方面

美国、德国、丹麦、西班牙等国家早就建立了国家级的风电机组野外测试、地面传动和叶片的公共平台,我国在这方面刚刚起步,制约了我国风电技术的持续发展。

(6)海上风电设备方面

与国外的差距国内刚刚起步,国外已经开始批量应用,在海上风资源以及水文、地质资源研究,海上风电机组技术开发,潮间带(近海)风电场施工、运行维护技术,海上风电送出技术等方面,迫切需要研发支持。风电材料设备

(7)风电场设计建设方面与国外的差距

我国主要利用国外的商业软件进行设计,这些国外的商业软件对我国复杂地形的风电场设计误差较大。另外我国正在建设千万千瓦风电基地,如此规模的风电场设计在国际上也没有先例,海上风电场设计国内刚刚起步,需要技术支撑。相对前三类开发企业,后两类企业所进行的风电场项目较少,规模也不大。
 
(8)风资源分析方面与国外的差距

缺乏针对我国气候和地理特点的风况研究、风资源数据库与全局性风况图谱建设、自主的风资源分析及风电场设计软件系统,风电场设计技术严重依赖国外软件产品。我国尚未形成先进的风电场测控系统和短期功率预测系统,电网接纳风电的技术水平落后于国外。风电材料设备总体而言,我国风电产业正处于从基础理论、应用研究到关键技术研发、设备研制、公共研究测试能力等完整产业发展体系形成的关键时期,亟需国家给予扶助和支持。

7、一年来国家有关部委颁发的有关促进风能产业发展的政策文件

(1)国家发展改革委发布完善风力发电价格政策的通知

 二00九年七月二十八日,为规范风电价格管理,促进风力发电产业健康持续发展,国家发展改革委发布了《关于完善风力发电上网电价政策的通知》(发改价格[[2009] 1906号),对风力发电由招标定价改为实行标杆上网电价政策。《通知》规定,按风能资源状况和工程建设条件,将全国分为四类风能资源区,相应制定风电标杆上网电价。四类资源区风电标杆电价水平分别为每千瓦时0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。今后新建陆上风电项目,统一执行所在风能资源区的风电标杆上网电价。海上风电上网电价今后根据建设进程另行制定。同时规定,继续实行风电费用分摊制度,风电上网电价高出当地燃煤机组标杆上网电价的部分,通过全国征收的可再生能源电价附加分摊解决。《通知》要求,各风力发电企业和电网企业必须真实、完整地记载和保存风电项目上网交易电量、价格和补贴金额等资料;各级价格主管部门要加强对风电上网电价执行和电价附加补贴结算的监管,确保风电上网电价政策执行到位。对风电实行标杆上网电价,一是有利于改变现行风电招标项目实行招标定价、非招标项目实行政府定价两种价格机制并存的局面,进一步规范风电价格管理。二是有利于引导投资。通过事先公布标杆电价水平,为投资者提供了一个明确的投资预期,鼓励开发优质资源,限制开发劣质资源,保证风电开发的有序进行。三是有利于降低成本、控制造价。项目造价越低、管理越好,收益就越高,激励风电企业不断降低投资成本和运营成本。此外,实行标杆电价也有利于减少政府行政审批。

(2)全国人大常委会同意国家设立可再生能源发展基金
 
第十一届全国人大常委会第十次会议8月24日首次审议可再生能源法修正案草案,同意国家设立政府基金性质的可再生能源发展墓金,来源包括国家财政年度安排专项资金和征收的可再生能源电价附加等。全国人大环境与资源保护委员会主任委员汪光焘表示,建立可再生能源发展基金,是政府重要的经济调控手段,也是国际上很多国家推进可再生能源持续快速发展所采用的有效办法。目前中国已建立可再生能源电价附加资金制度,从长远看,附加资金规模会不断扩大。全国人大代表和各级地方人大以及国务院有关部门明确建议改为基金方式征收和调配,具体意见是把现行可再生能源法规定征收的电价附加和国家财政专项资金合并为政府基金性质的国家可再生能源发展基金。近几年可再生能源开发利用规划及其实施中的一些问题逐步暴露出来,.如规划目标缺乏科学预见性,国家和地方规划间缺乏相互衔接,使可再生能源的发电规划同电网规划不同步、不协调的问题日益突出。因此,需要在法律规定上加强规划的统筹协调。[page]

(3)国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知

二00九年九月二十六日国务院下发国发〔2009) 38号文,同意发展改革委等部门《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》,并转发各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构,要求认真贯彻执行。文中指出:不少领域产能过剩、重复建设问题仍很突出,有的甚至还在加剧。特别需要关注的是,不仅钢铁、水泥等产能过剩的传统产业仍在盲目扩张,风电设备、多晶硅等新兴产业也出现了重复建设倾向,一些地区违法、违规审批,未批先建、边批边建现象又有所抬头。发改委等部门《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》中提到:风电是国家鼓励发展的新兴产业。2008年底已安装风电机组11638台,总装机容量1217万千瓦。近年来风电产业快速发展,出现了风电设备投资一哄而上、重复引进和重复建设现象。目前,我国风电机组整机制造企业超过80家,还有许多企业准备进入风电装备制造业,2010年我国风电装备产能将超过2000万千瓦,而每年风电装机规模为1000万千瓦左右,若不及时调控和引导,产能过剩将不可避免。同时指出:抓住大力发展风电等可再生能源的历史机遇,把我国的风电装备制造业培育成具有自主创新能力和国际竞争力的新兴产业。严格控制风电装备产能盲目扩张,鼓励优势企业做大做强,优化产业结构,维护市场秩序。原则上不再核准或备案建设新的整机制造厂;严禁风电项目招标中设立要求投资者使用本地风电装备、在当地投资建设风电装备制造项目的条款;建立和完善风电装备标准、产品检测和认证体系,禁止落后技术产品和非准入企业产品进入市场。依托优势企业和科研院所,加强风电技术路线和海上风电技术研究,重点支持自主研发2.5兆瓦及以上风电整机和轴承、控制系统等关键零部件及产业化示范,完善质量控制体系。积极推进风电装备产业大型化、国际化,培育具有国际竞争力的风电装备制造业。

(4)国家发改委下发通知取消风电工程项目设备采购国产化率要求

2009年11月25日,国家发改委下发《国家发展改革委员会关于取消风电工程项目设备采购国产化率要求的通知》,取消发改能源[[200511204号文中“风电设备国产化率要达到70%以上,不满足国产化率要求的风电场不允许建设”的要求,并要求各项目单位根据国家有关标准和技术要求,按照《招标投标法》的有关规定,公开、公平、公正招标采购。

(5)国家《可再生能源法》修订

2009年12月26日,十一届人大常委会第十二次表决通过了关于修改可再生能源法的决定。通过修订的《可再生能源法》指出:应当遵循因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则,编制可再生能源开发利用规划;规划内容应当包括发展目标、主要任务、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网建设、服务体系和保障措施等。

(6)国家能源局发布海上风电开发管理暂行办法通知

为规范海上风电项目开发建设管理,促进海上风电健康、有序发展,国家能源局于2010年1月22日发布了国能新能[[2010]29号文:《海上风电开发建设管理暂行办法》。据了解,该办法共十章三十八条,规定了海上风电发展规划编制、海上风电项目授权、海域使用申请审批和海洋环境保护、项目核准、施工竣工验收和运行信息管理等各个环节的程序和要求。该办法明确,国家能源局和国家海洋局作为全国海上风电开发建设管理的行政管理部门,按照各自的职能,对沿海多年平均大潮高潮线以下海域以及在相应开发海域内无居民海岛上的海上风电项目实施管理,并在海上风电规划编制、项目核准、施工等阶段做好管理衔接。

 (7)工信部征集风电设备制造行业准入标准(征求意见稿)意见

为贯彻落实《国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》(国发[[2009]38号)(以下简称38号文件),根据《国务院办公厅关于落实抑制部份行业产能过剩和重复建设有关重点工作部门分工的通知》(国办函[2009] 116号文)(以下简称116号文件)要求,工业和信息化部会同发展改革委、国家能源局共同组织研究并起草了《风电设备制造行业准入标准》(以下简称《准入标准》)。

2010年1月18日,按照116号文的部门分工要求,工业和信息化部装备工业司会同发展改革委产业协调司、国家能源局新能源司共同召开了“制定风电设备制造行业准入标准工作启动会”,并成立了专家编写组。编写组经过多次研究、论证,完成了《准入标准》征求意见稿。该《准入标准》从生产企业的设立、工艺装备与研发测试、产品质量和售后服务、技术进步、节能环保和资源综合利用、安全生产与劳动保障等方面对生产并网型风力发电机组的企业提出了要求为充分听取各方意见,工业和信息化部于2010年3月底向社会各界公开征集意见。下一步,将根据提出的意见进一步修改完善后正式发布。此次征求意见和建议的截止日期为2010年4月20日。

(8)《风电预测及系统协调运行管理办法》及《风电设备及并网检测管理办法》起草

为解决大规模风电接入电网系统安全可靠运行问题以及保障风电设备质量和并网安全运行,实现风力发电健康、可持续发展,国家能源局委托中电联牵头开展《风电预测及系统协调运行管理办法》及《风电设备及并网检测管理办法》起草工作。为有效推进工作开展,决定成立两个工作小组负责相关研究和具体文件起草,工作小组将在国家能源局新能源司指导下开展工作。2010年G月17日,中电联以中电联规划〔2010] 87号文,公布了有关事项。

《风电预测及系统协调运行管理办法》工作组成员单位:中国电力企业联合会、国家电力调度中心、中国电力科学研究院、国网能源研究院、龙源电力集团公司、中国风能协会、国家气象局预测司等。《风电设备及并网检测管理办法》工作组成员单位:中国电力企业联合会、中国风能协会、鉴衡认证中心、国家电力调度中心、中国电力科学研究院(新能源研究所)、国电龙源公司(电机工程学会风力与潮汐发电专业委员会)、国网能源研究院、新疆金风科技股份有限公司、华锐风电科技(集团)股份有限公司、中国船级社等。[page]

(9)国务院通过加快培育和发展战略性新兴产业的决定

根据国务院办公厅消息,国务院总理温家宝9月8日主持召开国务院常务会议,审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。 2010年10月10日国务院发布国发〔2010)32号文《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》决定包括八个部分,分别是:(1)、抓住机遇,加快培育和发展战略性新兴产业;(2)、坚持创新发展,将战略性新兴产业加快培育成为先导产业和支柱产业;(3)、立足国情,努力实现重点领域快速健康发展;(4)、强化科技创新,提升产业核心竞争力;(5)、积极培育市场,营造良好市场环境;(6)深化国际合作,提高国际化发展水平;(7)、加大财税金融政策扶持力度,引导和鼓励社会投入;(8)、推进体制机制创新,加强组织领导。在阐述努力实现重点领域快速健康发展中,“决定”对新能源产业的提法是:“(五)新能源产业。积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。”

(10)能源行业风电标准化技术委员会正式成立

国家能源局2010年3月30日召开能源行业风电标准化工作会议。会上,国家能源局能源节约和科技装备司司长李冶宣布,能源行业风电标准化技术委员会正式成立。该委员会由国家能源局副局长刘琦担任领导小组组长,由国家发展改革委、国家标准化委员会、国家电力监管委员会等部门共同支持并参与组建,国内主要行业协会、整机制造商和风电场开发运营商负责人及专家组成。委员会秘书处设在国家能源局能源节约和科技装备司,秘书处成员还有国家能源局电力司、新能源和可再生能源司负责人。风电标准化技术委员会由风电场规划设计、风电场施工与安装、风电场运行维护管理、风电场并网管理技术、风电机械设备、风电电器设备G个具体小组组成,各小组将分别负责相关标准的制定。

(三)国内外风电机组发展趋势

纵观世界风电产业技术现实和前沿技术的发展,目前全球风电制造技术发展主要呈现如下特点:

1、产业集中是总的趁势

2009年,世界排名前十位的风电机组制造企业占据了全球78.7%的市场份额,世界排名前十五位的风电机组制造企业占据了全球88.1%的市场份额,丹麦VESTAS、美国GE WIND、中国华锐、德国ENERCON、中国金风这前5家企业,就占据了国内外49.8%市场份领。可以看出:世界风电机组制造企业形成了由十多家大型风电机组制造企业控制或垄断的局面。近几年,风电设备制造企业之间的兼并、重组、收购愈演愈烈。法国阿海珐集团收购-Multibrid;丹麦的Vestas公司兼并 NEG.Micon公司;美国GE公司收购了德国安然风电公司;Siemes公司收购了丹麦AN/Bonus和德国winergy AG公司;印度Suzlon公司控股了Repower公司;金风科技收购了德国Vensys公司;湘电股份1000万欧元收购荷兰达尔文公司;中复连众收购了德国NOI公司;中航惠腾2009年收购了荷兰CTC叶片公司;美国GE公司与哈电集团合资成立了通用哈电风能(沈阳)公司和哈电通用风能(江苏)公司。此外,各大公司在主要市场集中地都建立了生产基地,一个大公司相当于多个公司的集成。

2、水平轴风电机组技术成为主流

水平轴风电机组技术,因其具有风能转换效率高、转轴较短,在大型风电机组上更显出经济性等优点,使水平轴风电机组成为世界风电发展的主流机型,并占到95%以上的市场份额。同期发展的垂直轴风电机组因转轴过长、风能转换效率不高,启动、停机和变桨困难等问题,目前市场份额很小、应用数量有限,但由于其全风向对风、变速装置及发电机可以置于风轮下方或地面等优点,近年来,国际上相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展。

3、风电机组单机容量持续增大

近年来,世界风电市场中风电机组的单机容量持续增大,随着单机容量不断增大和利用效率提高,世界上主流机型已经从2000年的500^-1000kW增加到2009年的2-31VM。[page]

我国主流机型已经从2005年的600-1000kW增加到2009年的850-2000kW, 2009年我国陆地风电场安装的最大风电机组为2MW。近年来,海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展,2008年底世界上已运行的最大风电机组单机容量已达到6MW,风轮直径达到127m。目前,已经开始8-10MW风电机组的设计和制造。我国华锐风电的3MW海上风电机组已经在上海东海大桥海上风电场成功投入运行, 5MW海上风电机组已在2010年10月底下线。目前,华锐、金风、东汽、国电联合、湖南湘电、重庆海装等公司都在研制5MW或6MW的大容量风电机组。

4.变桨变速功率调节技术得到广泛采用

由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全和高效等优点,近年在大型风电机组上得到了广泛采用。结合变桨距技术的应用以及电力电子技术的发展,大多风电机组开发制造厂商开始使用变速恒频技术,并开发出了变桨变速风电机组,使得在风能转换上有了进一步完善和提高。2009年,在全球所安装的风电机组中有95%的风电机组采用了变桨变速方式,而且比例还在逐渐上升。我国2009年安装的MW 级风电机组中,也全部是变桨距机组。2MW以上的风电机组大多采用三个独立的电控调桨机构,通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。[page]

5、双馈异步发电技术仍占主导地位

以丹麦Vestas公司的V80. V90为代表的双馈异步发电型变速风电机组,在国际风电市场中所占的份额最大。德国Repower公司利用该技术开发的机组单机容量已经达到5MW。西门子公司、德国Nordex公司、西班牙Gamesa公司、美国GE风能公司和印度Suzlon公司都在生产双馈异步发电型变速风电机组,2009年新增风电机组中,双馈异步发电型变速风电机组仍然占80%以上。目前,欧洲正在开发10MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组。我国内资企业华锐风电、东方气轮机、国电联合动力、广东明阳等企业也在生产双馈异步发电型变速风电机组。2009年我国新增风电机组中,双馈异步发电型变速风电机组仍然占82%以上。目前,我国华锐风电研发的3MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组已经投入运行。

6、直驱式、全功率变流技术得到迅速发展

无齿轮箱的直驱方式能有效地减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障,可有效提高系统的运行可靠性和寿命,减少维护成本,因而得到了市场的青睐。采用无齿轮箱系统的德国Enercon公司在2009年仍然是德国、葡萄牙风电产业的第一大供应商和印度风电产业的第二大供应商,在新增风电装机容量中,Enercon公司已占本国市场份额的55%以上。西门子公司已经在丹麦的西部安装了两台3.GMW 的直驱式风电机组,这两台风力机正处于试运行阶段。其他主要制造企业也在积极开发研制直驱风电机组。我国新疆金风科技有限公司与德国Vensys公司合作研制的1.5MW直驱式风电机组,已有上千台安装在风电场。金风科技在2009年是我国风电市场的第二大供应商。同时,我国湘电公司的2MW直驱风电机组也已批量进入市场。其他如:广西银河艾迈迪、航天万源、潍坊瑞其能、包头汇全稀土、江西麦德公司、山东鲁能等制造企业也开发研制了直驱风电机组。 2009年新增大型风电机组中,直驱式风电机组已超过17%。伴随着直驱式风电系统的出现,全功率变流技术得到了发展和应用。应用全功率变流的并网技术,使风轮和发电机的调速范围扩展到。至150%的额定转速,提高了风能的利用范围。由于全功率变流技术对低电压穿越技术有很好且简单的解决方案,对下一步发展占据了优势。与此同时,半直驱式风电机组也开始出现在世界风电市场上。在轴承支撑方式上,单个迥转支承轴承代替主轴和两轴承成为某些2兆瓦以上机组的选择,如:富兰德的2.5兆瓦风机,这说明无主轴系统正在成为欧洲风电机组发展的一个新动向。

7、大型风电机组关健部件的性能日益提高

随着风电机组的单机容量不断增大,各部件的性能指标都有了提高,国外己研发出3000V-12000V的风力发电专用高压发电机,使发电机效率进一步提高;高压三电平变流器的应用大大减少了功率器件的损耗,使逆变效率达到98%以上;某些公司还对桨叶及变桨距系统进行了优化,如德国ENERCON公司在改进桨叶后使叶片的 Cp值达到了0.5以上。从2007年胡苏姆风能展的情况看,欧洲风电设备的产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了基础。

我国在大型风电机组关键部件方面也取得明显进步,如南京高速齿轮箱厂、重庆齿轮箱厂、大重减速机厂、杭州前进齿轮箱厂和德阳二重等主要齿轮箱制造企业生产的大型风电机组齿轮箱,供货能力充足,质量已有明显提高;保定惠腾、连云港中复连众和中材科技已能生产长达48.8m,与3兆瓦风电机组配套的大尺寸叶片,兰州电机厂生产的发电机等产品质量都有很大提高。从2009年上海第四届风能展的情况看,我国风电设备的产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了稳固的基础。我国在某些基础结构件、铸锻件等领域已经具有优势,不仅能满足国内市场需求,而且已经向国际市场供货。北京科诺伟业能源科技有限公司、合肥阳光电源有限公司、北京清能华福风电技术有限公司、天津瑞能电气、龙源电气、九州电气和禾旺电气等10多家企业已具备兆瓦级风电机组变流器研发、生产和供货能力。

8.智能化控制技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命

鉴于风电机组的极限载荷和疲劳载荷是影响风电机组及部件可靠性和寿命的主要因素之一,近年来,风电机组制造厂家与有关研究部门积极研究风电机组的最优运行和控制规律,通过采用智能化控制技术,与整机设计技术结合,努力减少和避免风电机组运行在极限载荷和疲劳载荷,并逐步成为风电控制技术的主要发展方向。

9、叶片技术发展趋势

随着风电机组尺寸的增大,叶片的长度也变得更长,为了使叶片的尖部不与塔架相碰,设计的主要思路是增加叶片的刚度。为了减少重力和保持频率,则需要降低叶片的重量。好的疲劳特性和好的减振结构有助于保证叶片长期的工作寿命。额外的叶片状况检测设备将被开发出来并安装在风电机组上,以便在叶片结构中的裂纹发展成致命损坏之前或风电机组整机损坏之前警示操作者。对于陆上风电机组来说,不久这种检测设备就会成为必备品。为了增加叶片的个刚度并防止它由于弯曲而碰到塔架,在长度大于50米的叶片上将广泛使用强化碳纤维材料。

为了方便兆瓦级叶片的道路运输,某些公司已经把叶片制作成两段。例如德国Enercon公司的E126 6MW风电机组的叶片由内、外两段叶片组成,靠近叶根的内段由钢制造,外包玻璃钢壳体形成气动形状表面。智力材料例如压电材料将被使用以使叶片的气动外形能够快速变化。为了减少叶片和整机上的疲劳负荷,可控制的尾缘小叶可能被逐步引入叶片市场。热塑材料的应用:LM Glasfibre公司正开展一项耗资8百万欧元的研究项目,目的是用玻璃钢、碳纤维和热塑材料的混合纱丝去制造叶片。一旦这种纱丝铺进模具,加热模具到一定温度后,塑料就会融化,并将纱丝转化为合成材料,这可能会使叶片生产时间缩短50%。[page]

10、风电场建设和运营的技术水平日益提高

随着投资者对风电场建设前期的评估工作和建成后运行质量的越来越高的要求,国外已经针对风资源的测试与评估开发出了许多先进测试设备和评估软件。在风电场选址,特别是选址方面已经开发了商业化的应用软件。在风电机组布局及电力输配电系统的设计上也开发出了成熟软件。国外还对风电机组和风电场的短期及长期发电量预测做了很多研究,取得了重大进步,预测精确度可达90%以上。

11、恶劣气侯环境下的风电机组可靠性得到重视。

由于中国的北方具有沙尘暴、低温、冰雪、雷暴,东南沿海具有台风、盐雾,西南地区具有高海拔等恶劣气候特点,恶劣气候环境已对风电机组造成很大的影响,包括增加维护工作量,减少发电量,严重时还导致风电机组损坏。因此,在风电机组设计和运行时,必须具有一定的防范措施,以提高风电机组抗恶劣气候环境的能力,减少损失。因此,今年来中国的风电机组研发单位在防风沙、抗低温、防雷击、抗台风、防盐雾等方面着手进行了研究,以确保风电机组在恶劣气候条件下能可靠运行,提高发电量。

12、低电压穿越技术得到应用

随着风电机组单机容量的不断增大和风电场规模的不断扩大,风电机组与电网间的相互影响已日趋严重。一旦电网发生故障迫使大面积风电机组因自身保护而脱网的话,将严重影响电力系统的运行稳定性。因此,随着接入电网的风力发电机容量的不断增加,电网对其要求越来越高,通常情况下要求发电机组在电网故障出现电压跌落的情况下不脱网运行(fault ride-through),并在故障切除后能尽快帮助电力系统恢复稳定运行,也就是说,要求风电机组具有一定低电压穿越(lowvoltage ride-through)能力。随着风力发电装机容量的不断增大,很多国家的电力系统运行导则对风电机组的低电压穿越(LVRT)能力做出了规定。我国的风电机组在电网电压跌落情况下,也必须采取相应的应对措施,确保风电系统的安全运行并实现LVRT功能。目前,我国已有多家企业的风电机组产品通过了低电压穿越性能试验。

13、海上风电技术成为重要发展方向

随着风力发电的迅速发展,欧洲陆上风电场的一些问题如占用土地、影响自然景观、噪音、对周围居民生活带来不便等逐渐显露出来,近年来,欧洲风电场建设从陆上向近海逐步发展,但是步伐较慢。由于近海风电机组对噪音的要求较低,采用较高的叶尖速度可降低机舱的重量和成本。国外除对近海风电机组根据近海特点进行特别设计和制造外,对近海风电场的建设也做了很多工作,包括对近海风电场的风资源测试评估、风电场选址、基础设计及施工、风电机组安装等方面的深入研究,开发了专门的近海风资源测试设备、安装近海风电机组的近海安装平台和专门用于风电运输的近海安装运输船,并建设了一些近海示范型风电场,推动了近海风电技术发展。

到2009年底,全世界共建成33个近海风电场,总装机容量达到2110MW,占全世界风电市场的1.3%. 2009年英国、丹麦、德国、中国和瑞典一共新建了九个近海风电场,新增装机容量689MW。预计2010年以后德国将大规模开发海上风电场,美国也将加入海上风电场开发的行列。但是目前建设近海风电场的造价是陆地风电场的1.7-2.5倍,发电量是陆上风电场的1.4倍,其经济性仍不如陆地风电场。目前,近海风电机组主要有Vestas公司的2MW.3MW,Siemens公司的2.3MW. 3.GMW , GE公司的3.GMW、德国Repower公司的5MW和德国Multibread公司的5MW半直驱风电机组。中国华锐风电的3MW机组也已经装备国内近海风电场,德国Enercon公司已经开发了6MW的近海风电机组(直径127m)。显然,可靠性高、维修性好、单机容量大是今后近海风电机组的发展方向。在我国,随着海上风电场规划规模的不断扩大,各主要风电机组整机制造厂都积极投入大功率海上风电机组的研制工作。华锐率先推出3MW海上风电机组,并在上海东海大桥海上风电场批量投入并网运行。华锐公司在江苏盐城建设海上风电机组研发基地试制的5MW海上风电机组将于2010年10月底下线。金风公司在江苏大丰县建设海上风电机组研发基地,正在研制GMW直驱式海上风电机组。湖南湘电收购了荷兰达尔文公司,合作研发的5MW海上直驱永磁风电机组已于2010年10月21日成功下线。重庆海装在国家科技部支持下,成立了“海上风力发电工程技术研发中心”,形成了全套产业链的整合,正致力于5MW海上风电机组的研发。国电联合动力、明阳风电、上海电气、东方汽轮机、南车株洲电力、浙江华仪等都在全力研制大型海上风电机组。到2015年底,全球预计建设总容量达18.49GW(一般估算)至24.25GGW(乐观估算)的海上风电场。未来风能技术更新发展的驱动力主要来自蓬勃崛起的近海风电场建设,这一发展趋势已经不可逆转。

14、中国首轮海上风电特许权项目启动

今年5月,国家能源局启动了首轮海上风电特许权项目,旨在为今后大规模开展海上风电建设积累技术和管理经验。这次招标的一个特点,是项目投资企业和设备制造企业、施工建设企业须进行捆绑投标。中国首轮海上风电特许权项目共有4个,均位于江苏。其中2个近海风电项目位于滨海、射阳两地,装机容量各为30万千瓦;另外2个潮间带发电项目位于东台和大丰,装机容量各为20万千瓦。这四个项目分别有17, 19, 19, 15家企业或联合体投标。9月10日,经过激烈角逐,大唐新能源股份有限公司获得滨海项目,中国电力投资有限公司联合体赢得射阳项目,山东鲁能集团有限公司拿下东台项目,龙源电力集团股份有限公司斩获大丰项目。为上述四个项目提供风机的制造企业也已选定。其中,华锐风电将为滨海和射阳项目提供风电机组,金风科技和上海电气将分别负责制造大丰和东台项目的风电机组。[page]

15、标准与规范逐步完善

德国、丹麦、荷兰、美国、希腊等国家加快完善了对风电技术标准,建立了认证体系和相关的检测和认证机构,同时也采取了相应的贸易保护性措施,如欧盟对风力发电的电磁兼容问题实施了强制标准,德国即将实施的风电新标准要求接入电网的风电设备在电网出现短路故障时能提供较大的短路电流,这一规定便德国ENERCON公司在竟争中保持了主动地位。自1988年国际电工委员会成立了IEC/TC88 风力发电技术委员会”以来,到目前已发布了10多项国际标准,这些标准绝大部分是由欧洲国家制定的,是以欧洲的技术和运行环境为依据编制的,也为保证产品质量、规范风电市场、提高风电机组的性能和推动风电发展奠定了重要基础。我国能源局在2010年3月召开风电行业标准化会议,完善机构建设,布置全面开展风电机组各项标准的制定和修订工作。

 

 

 




责任编辑: 中国能源网

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