风电行业问题再探（二）-北极星风力发电网

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摘要：由于风电产业发展过快，部分风电从业人员存在理念和认识上的偏差，风电行业难免存在一些问题。本文就风电机组国产化、企业运行机制、机组容量、行业理念、行业规范、机组预验收、质保交机等问题进行了阐述，并对风电行业所存在的一些问题提出观点，供有关部门及同行参考。

关键词：风电场 ;风电机组生产厂家 ;配套厂商 ;电网

0 引言

我国风电行业的快速发展取得了巨大成就。但是，随着行业发展的深入，快速发展期存在的一些问题不断涌现。由于从业人员行业理念的偏差，企业运作机制与风电发展不相应;行业标准还不够完善，供应商、业主与生产厂家之间的权责不清，拖欠款问题严重。某些配套厂家转行或倒闭，直接影响到风电行业的正常发展。

1 风电行业问题分析

1.1 风电机组国产化所存在的问题

为了降低风电机组的生产成本，消化、吸收国外先进技术，风电机组应该国产化。但是，国产化的产品如果不能保证质量、更新技术，只是一味降低设备成本，结果可能适得其反。

例如，某型号 1.5MW 风电机组主轴轴承，国外知名品牌价格约为 10万左右，而国产价格不到它的一半。如果国产主轴轴承的实际使用寿命只能达到进口件的一半甚至更短，那么故障更换时，除支付轴承费用以外，还需要吊装、运输、更换等费用，价格大约在 40 到 60 万左右，再加上更换期间的发电量损失，总的损失超过百万。

风电机组部件的国产化需综合考虑。比方说，控制器是机组的核心部件，就降低产品价格、知识产权保护以及控制器的新功能升级来说，机组控制器在国产化道路上有很大的优势。但是，控制器是风电机组的“大脑” ，在运行实践中，其软件的完善程度不仅关系到机组的正常运行，还关系到使用方便、部件损坏、甚至机组安全等问题。如果软件设计不当，可能造成机组的故障几率增加、效率低下;控制或参数不当会造成交变载荷或极限载荷增加使部件寿命缩短，或损坏。

某些国外知名厂家的机组控制器，由于开发时间早、使用时间长，在实际使用的过程中，其软件、硬件不断完善。这样的控制器功能齐全、设计完善，并且能够经得起实践的检验。相比之下，国产控制器由于开发时间晚，其硬件比早期开发的进口控制器先进，但却忽视了软件的完善和现场使用的优劣，对这些控制器不适当的更换或改造，不仅浪费资源，而且最终也难以达到预期的效果。

1.2 风电机组容量与叶轮直径有过度增大趋势

风电机组设计者的目标是以最低的成本产生电能，就此目标来看，机组容量是否越大越好?叶轮直径是否越大，发电效率越高?

对火力发电机组来说，在一般情况下，机组的容量越大，初参数越高，效率越高，在设计技术和制造工艺允许的情况下，开发大容量，无疑有利于机组经济性的提高，一般来讲，开发末级长叶片使机组的功率、效率均会增加，而叶片重量和自然条件对发电效率的影响均可忽略不计。然而，对风电机组来说，影响效率的因数众多，更为复杂，在确定机组叶片的长度和容量时，应全面分析综合考虑。

究竟需要多大容量的风电机组才能使发电成本最低，这个问题已经持续争论了很长时间。大型风电机组的支持者喜欢规模经济性理论以及风速随高度增加的原则来论证他们的观点。另一个阵营则引用“平方 - 立方法则” ，即获得的能量随风轮直径平方的增加而增加，而风轮质量(同时也是成本)随其立方而增加，这是该阵营支持者所提出的观点。

事实上，这两个观点都是正确的，而且在规模经济性和考虑风切变效应的“平方-立方法则”之间存在折中，这种折中可以通过简单的成本模型来进行研究[1]。

风电机组设计者的目标是以最低的成本产生电能，决定风电机组成本的关键是机组容量。而机组成本又要受到当时的技术水平、机组所处环境条件的制约和影响。

风电机组的容量决定了达到额定功率时的风速(即额定风速) 。如果容量太大风电机组很少会达到额定功率，这样传动链和发电机的成本将不再用发电量调节。另外，如果容量过小低于最佳情况时，风轮及其支撑结构的成本则会过多地依赖于发电量[1]。

1.5MW机组与5MW机组的满负荷风速值相差不大，在满负荷风速以上时，两种机型发电功率等于它们之间的两额定功率之比;当低于额定风速段时，在同一风速下，机组的实际发电功率比就不一定等于其额定功率比，而对年发电量贡献最大的主要是低于额定功率风速段，每千瓦的年发电量不仅由机组性能决定，还受到环境、气候条件的影响。因此，为了使发电成本更低，在选择机组容量时考虑的因素很多，不仅要考虑每千瓦的市场价格，还应该考虑每千瓦的年发电量、风电场附属设施的成本、浇筑基础成本、占地成本、维修、维护成本等因数。最终，使机组 20 年(甚至更高年限)的度电成本最低，投资者获得最大的收益，这才是我们所应该追求的目标。

由于风电机组直径的增加会影响湍流强度的横向、纵向长度，风速作用在叶轮上的不平衡载荷会使实现最大 Cp 值变得更加困难。因此，在某一时刻如果桨叶的一部分处于最佳攻角，那么其他部分就不会处于最佳攻角[1]。从这一点来讲，叶轮直径增加，无论是对于部件损坏、机组寿命，还是提高机组效率都没有好处。

因此，研究额定功率和风电机组扫风面积之间的关系(风电机组的比功率)，对批量生产是很有意义的 [1]。

对于相同额定容量的风电机组，叶轮直径增加，在高风速段确实能增加发电功率与机组的发电量，但是，在其他部件质量不变的情况下，随着叶轮直径的增大，机组的交变载荷增加，故障几率增加，利用率降低，又会使机组将来的维修、维护费用增加、发电量降低。这样，可能使得叶轮直径增加所带来的好处，难以弥补由此而带来的损失，因此，在增大叶轮直径时，还应充分考虑未来的收益和潜在风险，叶轮直径并不是简单地越大越好。

在开发大功率风电机组时，其容量也不是简单地越大越好，在确定机组容量时，应对叶片的长度、数量重量以及最佳风轮转速、噪声、视觉效果以及长期的维修、维护成本等进行综合评估。机组容量应根据风电场的实际情况与当时技术水平稳步前进在大容量风电机组投入批量生产以前应经过多方论证和现场检验，推进风电机组的大容量。

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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