登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
近年来由于风电产业的快速发展,一些原来从事火电、水电和核电专业的人员也转入风电行业工作,同时还有进入风电领域的一些大专毕业生。为了使这些专业人员能够尽快进入角色,对当前的风电技术有一个比较概括的了解,本文概括介绍了当前并网风电机组的主要类型、技术成熟度和发展前景。由于作者研究水平有限,文中难免有表述不当之处、或者存在某些错误,欢迎读者提出修改意见。
关键词:并网风电机组技术现状发展趋势
一、前言
10千瓦至300千瓦的水平轴并网风电机组一般由三个电动变桨距叶片组成的风轮通过风轮轴直接驱动永磁发电机发电,发出的电经控制器整流成直流电后输入并网逆变器,经并网逆变器转换成交流电后将电能输送到电网,或输出220伏/380伏交流电带动用电器工作。风力机由钢管式塔架或桁架式塔架支撑到空中某一高度,以便吸收足够的风能。少数厂家也可提供使风轮通过变速箱增速后驱动发电机发电的并网风电机组。
这类风电机组多用于发达国家农场主或中小企业的分布式生产用电。
2005年以前,定桨距风电机组曾经是全球风电场建设的主流机型。如我国金风公司和浙江运达公司早期生产的750型定桨距风电机组。
后来,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,2005年以后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,大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术,并分别开发出了液压变桨变速风电机组和电动变桨变速风电机组,在风能转换效率上有了进一步完善和提高。 2014年以后,在世界上新安装的大型并网式风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。功率3MW及以上的风电机组大多采用三个独立的电控变桨机构,通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。
变桨变速功率调节技术将在今后很长一段时期内存在和发展,目前变桨变速功率调节技术已经以多种技术路线在大型变速恒频并网风电机组上应用。
二、介绍几种目前风电场应用的并网型风电机组
1、双馈异步式风电机组的现状和趋势
双馈异步式风电机组是由变桨距风轮通过高速齿轮箱驱动双馈式发电机发电,发电机转子通过变流器向电网馈电,定子电流直接向电网馈电的风力发电系统。
目前来讲,双馈异步发电型风电机组是世界上技术最成熟的变速恒频风电机组。欧美多数著名风电机组制造商,如:丹麦维斯塔斯、西班牙歌美飒、美国GE风能、印度苏司兰、德国Nodex等都在批量生产双馈异步发电机变速恒频风电机组。近十年来,1.5MW-4MW的双馈异步发电型风电机组在全球风电场的建设中发挥了主力军的作用。
中国多数风电机组制造企业,如:远景能源、国电联合动力、广东明阳、上海电气、中国海装、东方 电气、浙江运达和华锐风电等企业都在生产双馈异步发电机变速恒频风电机组。2017年中国新增风电机组中,双馈异步发电机变速恒频风电机组约占59%的比例。目前,我国2MW双馈异步发电机变速恒频风电机组技术非常成熟,已经成为主流机型。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在海上风电场批量投入应用。国电联合动力研发的6 MW双馈异步发电型变速恒频风电机组也已经安装试验。预计到2020年,我国新增风电机组中,双馈异步发电机变速恒频风电机组仍将占50%以上的市场份额。
但是由于直驱式风电机组技术和半直驱风电机组技术的不断成熟和发展,双馈异步发电机变速恒频风电机组的竞争能力将缓慢下降,预计到2030年以后,双馈异步发电机变速恒频风电机组将逐步退出主流机型的行列。
2、直驱永磁式全功率变流风电机组发展成熟
直驱永磁式全功率变流风电机组是由变桨距风轮直接驱动永磁发电机发电,通过全功率变流器向电网馈电的风力发电系统。
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,可有效提高系统运行的可靠性和寿命,同时会减少风电场维护成本,因而直驱永磁式风电机组逐步得到了市场的青睐。中国新疆金风科技有限公司生产的1.5MW直驱式永磁风电机组,已有一万多台安装在风电场。该公司研制的2MW和2.5MW直驱式风电机组已经批量投放国内外市场。
同时,中国湘电公司的2MW直驱风电机组也已大批量进入市场,5MW直驱风电机组也已安装运行。其他如:东方 电气、华创风能、北车集团、潍坊瑞其能等风电机组制造企业也在生产直驱永磁式风电机组。2017年中国新增大型风电机组中,永磁直驱式风电机组约占34%以上。
由于直驱永磁式风电机组技术不断成熟和发展,其市场占有率逐年上升。面向未来,欧美主要风电机组制造商在机组大型化进程中,也逐步转向研制大型直驱永磁式风电机组。例如:西门子公司已经研制出SWT-6.0-154直驱式新型海上风电机组。该机组风轮直径154米,风轮轴后倾6º。机组额定功率为6MW,风轮直接驱动永磁发电机,结构紧凑,塔架上部重量为仅360 吨。西门子6MW直驱永磁机组商业运营的第一个海上风电场,共安装35台机组,装机容量210MW,足以满足超过15万户英国家庭每年的电力需求。这就是位于英国东海岸的Westermost Rough海上风电场,在2015年5月底已实现满功率运行。2017年底,西门子8MW直驱永磁风电机组也已经通过DNV-GL型式认证,该机组将投入法国布列塔尼海岸的圣布里厄海上风电场建设。
此外,2015年,美国GE 公司收购了阿尔斯通公司的风电业务部分,拥有了该公司研发的GE-Haliade150型6MW直驱式海上风电机组技术。这款新一代海上风电机组采用无齿轮箱的直驱结构,并采用永磁发电机,所以设备内部的机械部件较少,故障率更低,这使其运行更为可靠,也更有助于降低运行和维护成本。该机组额定功率为6MW。采用液压冷却的永磁发电机。变流器置于塔架底部空间内。风轮直径150米,叶片长度为73.5米,叶片的表面由聚氨酯腹膜覆盖,叶片的迎风边做了抗腐蚀保护性处理。这款机型是专门针对海上环境而设计,美国第一个30MW海上风电场就安装5台GE-Haliade150型6MW直驱式海上风电机组。
中国金风科技公司2017年则推出了额定功率6.45MW的直驱永磁大型海上风电机组,并将在江苏大丰,辽宁大连等海上风电场安装投运。
大型直驱永磁式风电机组发展形势稳定向好,预计到2020年,我国新增风电机组中,大型直驱永磁式风电机组将占到45%左右的市场份额。
3、直驱励磁式全功率变流技术发展成熟
直驱励磁式全功率变流风电机组是由变桨距风轮直接驱动励磁发电机发电,通过全功率变流器向电网馈电的风电系统。
德国Enercon公司在21世纪初开发了直驱励磁式全功率变流风电机组,功率涵盖1.5MW至7.5MW,在欧洲风电场得到广泛应用。例如:该公司研制的新一代E-126直驱风电机组,风轮直径127米,采用了1600吨的履带吊安装。单机容量为7MW;采用2段式叶片,便于运输和现场组装;轮毂高度198米,直驱励磁式发电机,全功率变流器,采用混合式塔筒-钢制顶段,其余由混凝土建造,塔底直径为14.5米。该机组采用“蛋形”机舱;新型叶片设计,与机舱罩和导流罩有机融合,使气流均匀地通过机舱,减少湍流和扰流,提高发电量。叶片采用了“小翼”叶尖,可以在风轮平面内抑制生成扰流和旋涡,从而降低噪声,提高发电量;叶片法兰直径大,采用双列螺栓连接。该机组采用励磁发电机,是德国Enercon公司近年来研制的最大型直驱式风电机组。7MW直驱励磁风电机组以及其前身6MW直驱励磁风电机组已经在欧洲陆上风电场批量安装,并网发电。
此外,中国航天万源公司也在生产直驱励磁式风电机组并在中国陆上风电场得到应用。
4、半直驱永磁式全功率变流风电机组取得成功
半直驱永磁式全功率变流风电机组是由变桨距风轮驱动中速齿轮箱,再由齿轮箱驱动永磁发电机发电,通过全功率变流器向电网馈电的风电系统。
法-德合资的Areva Multibrid公司研制的半直驱永磁型5MW风电机组已在海上风电场批量投入运行。该机组额定功率 5 MW;风轮直径116 m。机组采用集成化设计:将风力机的主轴、齿轮箱、高速轴和发电机集成在一起,以减少重量,从而降低成本。传动链为:风轮+单级齿轮箱(1:9.92)+多级永磁发电机。系统采用折中方案,兼顾了双馈式风电机组和直驱式风电机组的优点,折中考虑了性能与价格的关系。
日本三菱重工和丹麦Vestas公司合作研制了164-8.0 MW半直驱新型海上风电机组。该机组采用了一个中速齿轮箱、永磁发动机和全功率变流器。随着164-8.0MW 半直驱海上风电机组在海上风电场的成功并网运行,Vestas公司将会把业主的海上风电收益率提高到一个新的水平。该机组能量捕获的最大化,不仅是因为有164米直径的巨大风轮,还因为优化了风轮与发电机的比例。由于采用较少数量的大型风力机而减少了运行和管理的成本。减少了投资风险的规模,因为较少数量的风力机也意味着较少的基础和电缆。由于164-8.0MW Vestas的结构设计寿命是25年,产业标准突出,因而使投资商的投资回报实现最大化。这会给业主一个更长的发电期限,并增加业主的商业效益。设计理念是:可靠性高、可预测、保障寿命期性能。尽可能减少维修次数,需要维修时,要做到安全、快捷和低成本。2018年,日本三菱重工和丹麦Vestas合资公司又设计研发出10MW半直驱海上风电机组,预计2021年投入海上风电场建设。
中国广东明阳风电公司研制了MySE5.5/7MW 紧凑型半直驱永磁式海上风电机组,该机组采用中速齿轮箱驱动永磁同步发电机的发电技术,发出的电通过全功率变流器馈入电网,采用液压独立变桨。系统具有高发电量、高可靠性、低度电成本、防盐雾、抗雷击、抗台风等独特优势。与传统的风力发电技术相比,其关键技术和优势体现在“超紧凑的传动链”、“轻量化结构”、“集成化液压系统”、“全密封设计”四个方面。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
1.风电SCADA系统概述风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,在世界各地得到了广泛的应用,一般一个风电场由几十台到几百台风电机组及其配套系统构成,要方便地管理这些风电机组,就需要使用到SCADA系统。在风电场的运行中,SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition,监控与数据采集)系统扮演
引言风电叶片是风电系统的核心部分,造价成本占机组成本的20%以上,它的转动可以将风的动能转化为可用能源。叶片基体材料主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂,环氧树脂由于其优良的力学性能、耐热性能、与纤维界面的黏结性能及成型工艺性能而成为风机叶片最为主要的基体材料。叶片在高空、全天候条件下工
汕头国际风电创新港协同创新基础设施项目超大型风电机组电气及动力学综合研究中心试验台及其相关土建公用工程初步设计技术服务中标候选人公示公示编号:SZBHX202403260048号汕头国际风电创新港协同创新基础设施项目超大型风电机组电气及动力学综合研究中心试验台及其相关土建公用工程初步设计技术服务(
北极星风力发电网获悉,3月26日,香港理工大学与先进能源科学与技术广东省实验室阳江分中心(阳江海上风电实验室)签订合作协议,共同成立联合研究中心,加强粤港两地在离岸海上风力发电工程领域的科研合作。该研究中心将由香港理大土地及空间研究院及阳江海上风电实验室共同运营及管理。
2023年的中国风电技术创新,基本延续了前一年发展态势与路径,仍以通过机组大型化进一步降低海上风电与陆上风电开发成本为主,研发面向未来新市场需求的产品技术为辅。其中,大型化的主要着力点包括“高、大、长”三个方面,也就是塔架高度进一步提升,单机容量稳步增大,叶片长度持续增加。在高塔架技
近日,由邓屹博士团队设计的新型景观型机组“小风机树”正式通过实证,标志着组合型风机成功开展了突破性尝试。小风机树在设计创意上和技术上均实现了创新性突破。其设计灵感来源于自然界中的树木形态。通过模拟树枝的分叉结构,研发团队成功将多个小型风力发电单元整合在一个树状结构上,实现了空间的
科技创新引领风电高质量发展王同光中国可再生能源学会副理事长兼风能专业委员会主任,南京航空航天大学教授2023年,中国风电行业续写高质量发展新篇章,在科技创新、供应链建设、风电开发、能力建设等方面不断取得新的突破,推动行业发展不断迈上新的台阶。2023年,我国在大容量风电机组研制方面继续强
近日,由上海能源科技发展有限公司(国家电投集团风电产业创新中心)牵头申报的“超大型深远海漂浮式风电机组基础关键技术及应用”项目正式获批立项,实现了国家电投风电领域在国家重大科技项目方面的首次突破。该项目由上海能源科技发展有限公司(国家电投集团风电产业创新中心)牵头,联合国家电投集
1月21日,三一重能131米陆上风电叶片在巴彦淖尔零碳数智产业园成功下线,刷新全球最长陆上风电叶片纪录。先进技术创新应用叶片长度增加,对刚度、强度等要求也就更高,否则会造成失速和经典颤振等气弹问题,导致叶片振动增大,严重时会发生断裂。为了避免“大长柔”叶片气弹问题,本次下线的三一重能SY
近日,东方风电叶片数字化生产车间通过验收,标志着行业内首套叶片生产信息化(MOM)系统诞生,东方风电叶片产业数字化转型实现新突破。据悉,东方风电叶片产业于2023年成立多个“数字化车间攻关组”,快速推进信息化系统建设、自动化和智能化装备试用,助力实现车间数据集成与统计分析。目前数字化车
北极星风力发电网讯:从外媒获悉,全球首个漂浮式海上风电场将因“大修”而关闭。挪威国家石油公司(Equinor)将在今年夏天将该风电场的五台西门子歌美飒风机拖到岸上进行“大规模维护”,之后再重新安装就位,整个过程将耗费4个月,并将中断自2017年以来在彼得黑德24公里处运营项目的电力输出。据了解,
2022年11月16日,电气风电海神平台半直驱机组EW8.5-230一键并网,刷新全球已吊装的最大风轮直径机组纪录。截至目前,该平台超100台机组批量运行1年有余,运行稳定,通过山能渤中B场址和国华渤中B2场址源源不断地向齐鲁大地输入绿色电力。在这一机组的优秀表现基础上,电气风电再造半直驱利器——海神平
当新能源95%的消纳红线被解除,并全然交由市场力量进行资源配置时,尽管市场可以发挥强大的驱动力,但也有可能催生一系列复杂的挑战与潜在的市场混乱现象。(来源:微信公众号“风电世界”)消纳红线作为衡量电力系统接纳和利用可再生能源能力的关键指标,在新能源领域起着至关重要的作用。针对“电网
4月7日,新疆发改委公布关于自治区2024年全额保障发电机组清单,其中包含6个风电项目,装机规模共计267.5MW。点击查看全名单:新疆2024年全额保障发电机组清单公示
3月23日,岱山1号海风项目首台风机顺利并网。这是华能清能分公司在舟山区域首个海风项目,它的并网,标志着华能在舟山区域发出了第一度新能源电。华能岱山1号海上风电场位于浙江省岱山县杭州湾海域,七姊八妹岛北侧,风电场总装机容量306MW,共安装36台单机容量7.5MW的风电机组,设置1座220kV海上升压
北极星风力发电网获悉,河北省发改委发布《关于公布2023年底已到期风电、光伏发电项目处置意见的通知》,涉及59个风光项目,总装机容量1043万千瓦。原文如下:有关市发展改革委,张家口市能源局,国网河北省电力有限公司、国网冀北电力有限公司:为进一步加强风电光伏发电项目管理,我委组织各市对2023
中广核新能源内蒙古赤峰翁牛特旗1000MW陆上风电项目接入系统报告编制服务招标公告
2月18日,山东省能源局发布《关于开展2024年市场化并网项目申报工作的通知》。《通知》指出,陆域光伏项目单体规模不超过30万千瓦;涉海光伏项目单体规模不超过20万千瓦,且用海申请已取得批准或已于2024年1月4日前获得受理。鲁北盐碱滩涂地风光储输一体化基地、海上光伏基地规划项目和新增陆上风电项
乌兰察布150万千瓦“风光火储氢一体化”大型风电光伏基地项目首台风机成功并网,标志着京能电力“两个转型”迈出崭新一步。乌兰察布150万千瓦“风光火储氢一体化”大型风电光伏基地项目作为京能电力新能源基地项目的“开山之作”,装机容量为1500兆瓦。项目共安装单机容量6.66兆瓦风电机组210台和6.76
近日,随着一座座高大挺拔的风电机组在山巅拨开云雾,徐徐转动,古交正沟200MW风电二期项目实现全容量并网发电,这是集团在“专业化”发展道路上结出的又一硕果。古交正沟200MW风电二期项目位于山西省古交市嘉乐泉乡,于2022年7月开工建设,总装机容量200MW,安装40台5.0MW风力发电机组,新建220kV升压
2月3日23时12分,华电乌江凉风垭100兆瓦风电项目第一台风机并网发电。该项目位于贵州省遵义市桐梓县境内,计划安装12台6.7兆瓦风力发电机组和4台5兆瓦风力发电机组,预计2024年全部机组并网发电。该项目建成投产后,将优化黔北地区电源结构,为桐梓县提供绿色清洁的能源保障。
近日,龙源电力山西公司娑婆风电场BIM扩容项目全容量并网,作为全国首个应用国产BIM(建筑信息模型)技术实现风电工程数字化的项目,为风电行业推广普及国产BIM技术作出示范。该项目位于山西省忻州市静乐县杜家村镇境内,装机容量49.95兆瓦,安装9台单机容量5.55兆瓦风力发电机组。项目投产后,预计每
一季度是全年争取投资工作和推进重大项目的关键时期。为依托项目建设扩大有效投资,开原市积极营造“大抓项目、抓大项目”的浓厚氛围,聚焦建设能源新镇定位目标,持续推进总投资14.3亿元的辽宁大唐国际开原庆云堡200MW风力发电工程项目复工。该项目今年计划投资8亿元,主要建设内容为安装40台5.0MW风
国家林草局驻云南专员办近期对云南省已建、拟建光伏和风力发电项目占用林草地较多的楚雄、大理、红河、临沧、文山等州(市)的重点县(市、区),开展专题调研,推动光伏和风力发电项目依法依规使用林草地和合理有序发展。调研组深入一线,查看了现地施工情况、临时用地恢复植被情况和林光互补成效,查
3月14日,TRI吉泰智能产品总监张杨在第三届风电运维技改大会上表示,近年风电行业装机量剧增,大批风场投入建设,运维成本激增,尤其是出质保的风机越来越多。但多数运维巡检作业安全风险高,作业人员水平参差不齐,监测手段单一,智能化程度不高。TRI吉泰智能产品总监张杨风电运维领域迫切需要系统性
河北公司国能河北定州发电有限责任公司定州市800兆瓦集中式风力发电保障性(50兆瓦)并网项目风电场及升压站设计服务公开招标项目招标公告第一章公开招标1.招标条件本招标项目名称为:河北公司国能河北定州发电有限责任公司定州市800兆瓦集中式风力发电保障性(50兆瓦)并网项目风电场及升压站设计服务
我运维的这个风场是距离升压站最远的一个风场,也是最老的一个风场,老了的风机总是老毛病不断,带病发电也算是老骥伏枥志在千里,令人肃然起敬。我们也想法照顾好老风机。近年,风场的智能化水平显著提升,故障预警系统的引入在很大程度上提高了新风机的运行效率。然而,在处理老式风机的问题时,这套
北极星风力发电网获悉:近日,挪威Odal风电场出现叶片批量故障,15台风电机组被迫关停,Odal风电场于2022年投入运行,总规模160MW,安装有34台SG5.0-145机组,目前,西门子歌美飒联合风电场开发商已经成立专门的叶片修复工作组,进行叶片的后续处理。据了解,本次事故风电机型正是此前西门子歌美飒对外
01为什么要学习风电场一体化运维?①提高风机管控能力②提升风电“运检一体”实操技能水平③提升工作效率和应变能力④升职/转型机会多多有机会成为项目经理02谁适合学?风电运行、维护、检修、技改等技术人员风电企业相关管理人员03课程大纲专为风电运维工程师开发助你快速提高系统/设备典型故障排查与
3月8日,华能集团发布《阳江三山岛一至六海上风电统一输电规划研究中标候选人公示》,《公示》显示,中标候选人第1名为中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,投标报价为3900000元。招标范围:针对纳入竞争配置范围的阳江三山岛一至六海上风电项目(装机规模3000MW)展开输电规划研究,具体工
今天我们认定的风电机组价格战真的存在吗?在笔者看来,答案是否定的。因为风电市场的竞争态势,并不符合常规意义上价格战的特征。我们常说的价格战,一般指企业间通过竞相降低产品价格展开商业竞争的行为。它有三个特点:一是价格战总在无技术门槛的行业中出现。例如,美容美发、食品加工、商超等。这
2月29日,国家发展改革委会同九部门印发了《绿色低碳转型产业指导目录(2024年版)》(发改环资〔2024〕165号,以下简称《目录》)。对比2019年版,新《目录》结合绿色发展新形势、新任务、新要求,调整了目录名称,对目录结构、覆盖范围、产业内涵等进行了优化完善。其中,在“新能源与清洁能源装备制
日前,中国气象局发布《2023年中国风能太阳能资源年景公报》(以下简称《公报》)。《公报》详细分析2023年全国风能太阳能资源情况,助力落实国家应对气候变化部署,推动能源气象服务体系建设,为能源绿色低碳转型提供气象支撑。相关阅读:《2022年中国风能太阳能资源年景公报》发布!《公报》显示,在
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!