大風機時代 技術創新和革命是關鍵
http://www.moduwu.com 2011-08-08 15:41 來源：《能源》
面對大風機時代，中國企業要加快技術革命，而不是建立在小型風機基礎之上的技術革新。
盡管不能簡單地認為風電單機容量越大就越好，但從全球范圍內風機技術發展的趨勢來看，提高單機容量已是共同趨勢。特別是歐洲海上風電的發展以及我國“十二五”海上風電發展目標的提出，為海上風電發展帶來新的機遇，而海上風電的發展對風電單機容量提出了更高要求，但只有技術創新才是大功率風機發展的根本途徑。
從國際風機容量看，提高單機容量是國際風電設備技術發展的趨勢。一般來說，綜合風機制造、吊裝等因素單機容量越大，風機單位千瓦的造價就越低。基于經濟效益的優勢，風機單機容量將朝更大方向發展。
從國外風機技術發展趨勢來看，20世紀末，歐洲主流風電機組單機容量為750千瓦，美國是500千瓦。進入21世紀，1500-2500千瓦的風電機組成為歐美主流機型。2010年，全球風機平均單機容量為1665千瓦。目前，德國Repower的5兆瓦和6兆瓦，Enercon的4.5兆瓦和6兆瓦風機已經開始批量生產，并投入運行。
從國內風機技術發展趨勢來看，2008年我國兆瓦級風機容量占風電總裝機容量的比重僅為56.2%，全國風機平均單機容量僅為1046千瓦；到2010年底，我國兆瓦級風機容量占風電總裝機容量的比重達到80%，全國風機平均單機容量達到1278千瓦。
近期，中國風機制造商也紛紛開發大容量風機。2010年10月，面向海上風電開發的廣東明陽、國電聯合動力、沈陽華創3兆瓦以及上海電氣3.6兆瓦風機紛紛下線，華銳風電自主研發制造的5兆瓦風機下線；2010年10月，湘電集團推出5兆瓦直驅海上風機；2011年5月華銳風電的首臺6兆瓦風電機組面世。
近年來，歐洲提出了2020年海上風電規模達到4000萬千瓦的宏偉目標，我國“十二五”風電發展規劃中也提出了2015年海上風電裝機容量達到500萬千瓦，2020年達到3000萬千瓦的目標。海上風電的發展給大容量風機技術發展帶來新的機遇。
受海洋施工條件和技術成本的影響，海上風電需要更大容量的風電機組。國外多個海上風電場投資統計數據顯示，海上風電場單位投資成本比陸上風電場高近一倍。從風電項目成本構成來看，海上風電項目風機成本約占45%，支撐結構約占25%，入網成本約占21%，其他約占9%；陸地風電項目風機成本約占64%，支撐結構占約16%，入網成本約占10%，其他約占10%。海上風電項目成本構成中支撐結構占比比陸上風電場的成本高出56%。因此，提高海上風電機組單機容量是提高單位面積發電量，降低發電成本的重要途徑。
2005年以來，短短5年我國風機設備制造業取得了巨大成績，盡管國內企業生產的風電機組不存在系統性的技術和質量問題，但我國企業仍不掌握核心的風電機組和風電場控制技術，機組的主控系統和變流器等核心技術及關鍵部件還依賴進口，技術水平與國外相比還存在較大差距，大部分風電機組低電壓穿越能力、有功和無功控制能力還不能滿足要求，這也是近年來我國風電機組事故多發的主要原因。因此，我國發展大型風電機組的關鍵是掌握大型風力發電機組的核心技術。
當前，國內風機關鍵零部件還不能適應整機大型化的需要是國內風機大型化發展的主要障礙之一。我國要在大功率機組研制方面趕超國際領先水平，關鍵是要掌握大型風力發電機組核心技術。海上風電技術的成熟度不高以及海上環境的復雜性，使得建設海上風電場的風險要遠遠高于陸上風電場。我國必須重視風電產業技術進步，加強風電機組核心技術研發，進一步提高主控系統及變流器關鍵零部件等技術性能，提高風電機組低電壓穿越能力/高電壓穿越能力、有功/無功功率調節能力。
為了實現大風機的產業化，技術革命是最根本的途徑。目前，對于大功率風機的研發，國內多數設備制造廠家選擇的是技術革新的方法，而不是技術革命的方法。新研發的各種型號、各具特色的大功率風機的構造原理是建立在小型風機基礎之上，在技術上并沒有新的突破。基于這種模式，風電單機規模不可能無限提高。因此，只有技術創新和技術革命才是未來風電單機容量向更大規模發展的根本途徑。
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