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5、高速齿轮箱驱动鼠笼式感应发电机全功率变流风电机组

鼠笼式感应发电机全功率变流风电机组是由变桨距风轮通过高速齿轮箱驱动异步鼠笼式感应发电机发电，通过全功率变流器向电网馈电的风电系统。

西门子公司的2.3MW 和3.6MW海上风电机组就采用了液压变桨风轮驱动高速齿轮箱，带动异步鼠笼式感应发电机发电，通过全功率变流器向电网馈电这种技术路线。这两种规格的海上风电机组已经在海上风电场大批量应用，是经受住考验的成熟机型，也是2016年以前海上风电场的主流机型。

中国上海电气引进西门子技术研制的4MW海上风电机组也采用这种技术路线，并且在中国近海风电场大批量投入运行。

中国远景能源公司研制的4MW海上风电机组也采用这种技术路线，并且在中国近海风电场批量投入运行。

与鼠笼式感应发电机全功率变流风电机组类似的还有高速永磁式全功率变流风电机组。该机组是由变桨距风轮通过高速齿轮箱驱动高速永磁发电机发电，通过全功率变流器向电网馈电的风电系统。例如：中国重庆海装风电研制的H127-5MW风电机组就是这类机组。

6、低风速风电机组和其它适合特殊气候环境风电机组

针对中国大多数地区处于低风速区的实际情况，中国风电企业通过技术创新，研发出针对性的风电机组产品及解决方案，最为明显的特征为风轮叶片更长、塔架更高，捕获的风能资源更多。以2MW风电机组为例，中国远景能源、国电联合动力、明阳智慧、金风科技、中国海装等公司提供的2MW低风速风电机组的风轮直径已经达到121米以上。金风科技公司的3MW低速风电机组的风轮直径已经达到140米以上。这些低风速风电机组在我国中、南部省份的风电场建设运行中发挥了较好的作用。为了获取更多的风资源，部分2MW及以上功率的低风速风电机组近年来采用了高达140米的柔性塔架或两段式混合塔架（底段为混凝土制成，上段为钢筒制成）。

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。近年来，中国的风电机组制造商已经开发了抗风沙型、抗低温型、高原型和抗盐雾型等适应恶劣气候环境下的各类并网型风电机组，确保了风电机组能够在恶劣气候条件下的风电场可靠运行，并有效地提高了发电量。

三、近年来海上风电机组发展情况

1、当前的技术状况

2013年以后，英国、德国和中国海上风电场建设项目加速。欧洲主要风电机组制造商加速了大型海上风电机组的研制。2015年以后，西门子公司研制的直驱永磁式6MW海上风电机组已经在欧洲海上风电场投入并网运行。2016年，日本三菱公司与丹麦Vestas公司联合研制的8MW半直驱及其支撑基础取得成功。海上专用运输吊装船只和专用运行维护设备的研究取得重大进展。到2018年，欧洲海上风电场批量投入运行的最大海上风电机组的单机容量已经达到8MW，欧洲海上风电场建设新增设备进入8MW时代，最大的半直驱海上风电机组已经达到8.8MW。与此同时，日本三菱与丹麦Vestas的合资公司2018 年已经研制出10MW半直驱永磁式发电机海上风电机组，并预期于2021年在海上风电场安装运行。2019年初，西门子-歌美飒合资公司也宣布研制出10MW直驱永磁式风电机组。而美国GE风能公司则宣布正在研制风轮直径220米的12MW的大型海上风电机组，并将在2019年进行样机试验。

2017年以后，英国和德国又开发了深海风电场。海上风电场规模一般比陆上风电场大，单个海上风电场的装机容量多为300MW以上。2018年，欧洲最大的海上风电场装机容量达到650MW。

在中国，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。金风公司在江苏大丰县海上风电机组研发基地研制的2.5MW直驱式风电机组已经在潮间带风电场批量应用，其6.7MW直驱永磁式海上风电机组也已经于2018年并网运行。2016年7月底，10台由湘电公司研发的5MW海上直驱永磁式风电机组已经在福建莆田平海湾海上风场成功并网发电。2017年，中国海装研制的5 MW海上高速永磁风电机组也在海上风电场投入批量运行。国电联合动力研制的6MW海上风电机组样机已经安装试运行。远景能源研制的4MW海上风电机组已经在江苏海上风电场批量并网运行。2016年，上海电气-西门子联合研制的4MW海上风电机组都已经大批量应用于中国海上风电场，上海电气从西门子引进的6MW直驱永磁式海上风电机组也已在2017年安装在中国福建海上风电场。明阳智能研制的5.5MW中速传动永磁发电机全功率变流超紧凑型风电机组也已经于2018年并网运行。2019年1月，明阳智能在广东省揭阳市海上风电场安装了（7.25MW）半直驱永磁发电机的海上风电机组，这是迄今为止在我国安装的最大功率海上风电机组。

东方电气于2015年研制出5.5MW高速永磁海上风电机组，在2018年东方电气研制的10MW 海上风电机组通过了中国质量认证中心的设计认证。此外，南车株洲电力、浙江运达、太原重工等也在全力研制大型海上风电机组。

2、海上风电发展趋势

未来风能技术更新发展的驱动力主要来自蓬勃崛起的海上风电场建设，这一发展趋势已经不可逆转。海上风电机组将继续向单机功率10MW以上的大型化机组发展，海上风电场的规模也将继续向500MW 以上大型化风电场发展，海上风电场将从近海走向远海，从浅海走向深海，海上风电机组的支撑基础将从固定式走向漂浮式。

目前，漂浮式海上风电基础主要有：驳船式、半潜式、单柱式和张力腿式四类。其中，根据锚链的受力状态，又可将前三类归为悬链式基础，最后一类为张紧式基础。根据欧盟对新技术应用设定的成熟度等级划分，半潜式、单柱式漂浮基础技术已经成熟。2017年10月，采用5台西门子6MW直驱永磁风电机组和单柱式漂浮基础、总装机容量30MW的漂浮式海上风电场在苏格兰海域建成投运。驳船式和张力腿式漂浮基础将在2019年进入技术成熟期，可以预见在不久的将来，很快就会出现这四类漂浮基础技术同场竞技的场景。

2018年到2020年之间，单机功率5MW-8MW海上风电机组成为海上风电场的主流机型，并进入大批量生产销售时期，全球海上风电场建设进入高速发展新阶段。同时，10MW海上风电机组将研制成功进入样机试验。

2021年-2030年，海上风电机组的主要机型将是8MW-12MW直驱永磁式风电机组和中速齿轮箱驱动中速永磁式发电机组成的半直驱风电机组。上述风电机组都将配备全功率变流器。小批量15MW-20MW风电机组将进入海上风电场。总之，配备全功率变流器的各类大型风电机组将成为未来海上风电场的主流机型。而高速齿轮箱+双馈式发电机组成的大型风电机组将退出漂浮式海上风电市场建设。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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