【正文】 國三北地區(qū)有些地方年平均風(fēng)速在 10米高度下只有 米～ 米／秒，國產(chǎn)機組可以在風(fēng)輪直徑及葉片設(shè)計上采取措施，提高其發(fā)電量。 另外，國產(chǎn)化或本地化風(fēng)電機組有運輸?shù)膬?yōu)勢。到 90 年代主要是為保護地球環(huán)境，減排溫室氣體 CO2，減少日益枯竭的化石燃料的消耗；到 20xx 年左右，由于風(fēng)電技術(shù)的進一步提高 ，風(fēng)電將更有競爭性，其清潔和安全性更符合綠色社會的可持續(xù)發(fā)展的要求。 5MW 級的機組已在試驗生產(chǎn)了。特別是一種采用雙反饋發(fā)電機技術(shù)的變速風(fēng)力機，紛紛被用于一些較大容量的風(fēng)力機上。 目前，國際市場風(fēng)電正處在快速增長之中，每年以 30%的速度增長。近二年國內(nèi)風(fēng)電市場迅猛發(fā)展， 大連重工 20xx 年底與德國 Furlander 簽定 兆瓦風(fēng)力發(fā)電機組生產(chǎn)許可 證合同，開始風(fēng)力發(fā)電機組的開發(fā)研制，目前已完成 8 臺樣機生產(chǎn)。與 20xx 年累計裝機 萬 kW相比，20xx 年累計裝機增長率為 %。由此可見，這個規(guī)劃目標(biāo)給風(fēng)電設(shè)備制造廠家展示出一個巨大的市場。 20xx 年 5月 ,全國風(fēng)電建設(shè)前期會議召開 ,國家發(fā)展和改革委員會能源局決定 ,在 20xx 年建立起完備的風(fēng)力發(fā)電工業(yè)體系 ,風(fēng)電技術(shù)水平和裝備能力達到國際水平。 我公司 開發(fā)研制的 HY70/1500KW、 HY77/1500KW 風(fēng)力發(fā)電機組采用水平軸、三葉片、上風(fēng)向、變槳距變速調(diào)節(jié)，采用雙反饋異步發(fā)電機組的總體設(shè)計方案也是當(dāng)今世界上技術(shù)成熟、性能可靠的風(fēng)力發(fā) 電機組設(shè)計方案之一。這樣既可使裝配簡單又可在異 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 18 常情況下通過扭矩的限制保護整個放置系統(tǒng)。 ﹡ 電控系統(tǒng)由就地控制和遠方遙控兩部份組成，就地控制設(shè)計有軟件并網(wǎng)裝 置， 其軟并網(wǎng)裝置可將電流限定在額定功率點達到 以上。 ﹡ 機型適應(yīng)于強烈陣風(fēng)、湍流風(fēng)，高溫、低溫等各種環(huán)境條件與沙漠、沿海地 區(qū)等，具有可靠性高，維修量低、容易保養(yǎng)等狀態(tài)，達到國際先進水平。電網(wǎng)發(fā)生突然跌落時，發(fā)電機將產(chǎn)生較高的瞬時電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率，可能造成發(fā)電機系統(tǒng)的機械損壞或熱損壞，所以三相電網(wǎng)電壓突然跌落時的系統(tǒng)持續(xù)運行控制策略的研究是目前研究開發(fā)的重點。整個系統(tǒng)包括伺服驅(qū) 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 21 動器、電機以及所需的其它元器件，諸如限位開關(guān)、傳感器、配電柜等。 額定電壓 690 V 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 24 ◆ 工作環(huán)境 帶有風(fēng)向儀和自動解纜的機電驅(qū)動裝置 ◆ 控制系統(tǒng) 同時結(jié)合我國國情，綜合考慮我國多樣化的氣候、地形（海拔）特征以及運輸?shù)跹b條件等，使所研制的機組具有更強的適應(yīng)性。 ◆ 根據(jù)安全和控制系統(tǒng)要求 ,完成控制系統(tǒng)軟件開發(fā)及控制系統(tǒng)硬件開發(fā)。電氣部分由電源電路、蓄電池、傳感器和開關(guān)組成，對控制和電池柜進行初步設(shè)計。 ◆ 完成用估計的塔架負載對塔架進行初次粗略設(shè)計?；撦d的計算 ◆ 裝配和安裝方案：此裝配方案包括裝配期間主要機艙零部件的主要步驟、專用裝配工具和裝配夾具的草圖和建議，風(fēng)電機安裝期間的主要步驟及工藝流程。電源和信號處理電路原理圖，控制柜和電池柜的結(jié)構(gòu)圖紙，與安 全相關(guān)的傳感器支撐設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖紙； 準(zhǔn)備機架認證文件； 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 31 所有準(zhǔn)備認證的計算文件由 aerodyn 完成； 風(fēng)輪 (葉片、輪輪轂、變槳距系統(tǒng) )裝配圖紙 起草安裝手冊 ◆ 內(nèi)部起重機 ◆ 氣象桿 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 33 浙江華儀風(fēng)能開發(fā)有限公司（原為樂清市華儀風(fēng)能開發(fā)有限公司）成立于20xx 年初，屬華儀電器集團全資控股公司。工業(yè)園區(qū)近靠 104 國道和甬 臺 溫高速公路 ,東鄰黃華 3000t 貨運碼頭，水、陸運輸交通方便。該軟件是風(fēng)力機工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)被公認和廣泛采用的優(yōu)秀設(shè)計軟件之一，將為本項目提供了很好的平臺。 、技術(shù)開發(fā)研制內(nèi)容及投資預(yù)算 （ 1） 技術(shù)軟件引進費用 295 萬 美 元（折合人民幣 2300 萬 元）； （ 2） 兩臺樣機投資費用： 萬元人民幣（其中 :外匯 90 萬 美 元）； （ 3） 技術(shù)引進消化、吸收、本地化轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品國內(nèi)優(yōu)化設(shè)計、零部件優(yōu)化集成、費用 萬元； （ 4） 樣機現(xiàn)場安裝調(diào)試費用 萬元； （ 5） 其他費用 150 萬元（其中 :外匯 10 萬 美 元）， 包括 ： 技術(shù)培訓(xùn)、國外培訓(xùn)與考察調(diào)研費、質(zhì)量控制及服務(wù)體系的建設(shè)、預(yù)備費等 。 3）銀行利率上漲因素。本項目總貸款 3250 萬元，在 1 年 多時間 內(nèi)可全部償還。在多年跟蹤國外先進技術(shù)的同時，結(jié)合 600kW、 750KW 機組的研制，公司已在新技術(shù)消化、聚集人才、培訓(xùn)員工、添置并應(yīng)用工具軟件、開展專題研究等諸多方面進行了卓有成效 的工作。研發(fā)中心主要負責(zé)新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)研制，積聚了國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的一流人才，主體力量為 600kW、 750KW 國產(chǎn)化研制的核心人員， 70%的人員為高工、碩士，具 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 36 有較強的研究開發(fā)能力。 20xx 年產(chǎn)品銷售收入 萬元，利潤總額 萬元，稅金 萬元。 、 20xx 年 2月 20xx 年 4 月完成樣機 現(xiàn)場 整機性能測試。 機艙內(nèi)部裝配（包括控制柜、電纜 和傳感器） ◆ 車間調(diào)試控制系統(tǒng) ◆ 機艙和導(dǎo)流罩 起草認證用操作手冊 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 32 標(biāo)注基座尺寸的負載說明書 偏航軸承的說明書； 認證文件和單個零 部件的說明書 (部分由零部件供應(yīng)商進行計算 )； ◆ 電動變槳距系統(tǒng)：用重新計算的風(fēng)力發(fā)電機負載數(shù)據(jù)確定集電 環(huán)裝置，完成以下工作： 將復(fù)查第一階段設(shè)計的零部件，用部分新負載更新所有資料和技術(shù)規(guī)格。根據(jù) DIN18800 塔墻抗翹曲分析 估計偏航軸承齒輪的數(shù)據(jù)。 用估計的塔架數(shù)據(jù)計算尺度極端負載和疲勞負載 (負載 1)； 1500KW 風(fēng)力機國產(chǎn)部件要有：塔架、機艙、偏航軸承、發(fā)電機、偏航減速器、齒輪增速箱、底座、電控系統(tǒng)、變頻器、變漿距控制系統(tǒng)、葉片等。該項目由我公司與德國艾羅迪（ aerodyn）公司合作開發(fā)研制，整機主要技術(shù)由德國艾羅迪（ aerodyn）公司設(shè)計，該項目設(shè)計完成之后，我公司從艾羅迪（ aerodyn）公司引進，通過消化、吸收和本土化改進，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。 整機 ≥ 100110db ◆ 塔筒設(shè)計 風(fēng)沙型： 草原沙漠地區(qū)風(fēng)機：主要防沙塵暴 ◆ 變頻器： IGBT 脈寬調(diào)節(jié)變頻器 主要技術(shù)數(shù)據(jù) : ◆ 額定功率 HY77/ 1500KW ◆ 切入風(fēng)速 3m/s ◆ 切出風(fēng)速 20m/s ◆ 最大抗風(fēng) （ 3秒） ◆ 額定風(fēng)速 13m/s ◆ 風(fēng) 場類型 Ⅲ 類 ◆ 葉片數(shù)量 3 ◆ 葉輪直徑 77m ◆ 葉片類型 玻璃纖維增強樹脂 ,殼層結(jié)構(gòu) ◆ 葉輪轉(zhuǎn)速 1020rpm ◆ 輪轂高度 70m ◆ 功率控制 變槳控制 ◆ 齒輪箱 一級行星二級平行齒輪 （ 5）風(fēng)機葉片的空氣動力學(xué)設(shè)計會對風(fēng)機功率性能和發(fā)電量產(chǎn)生決定性的影響。 （ 3）研制實現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的軟并網(wǎng) /軟解列、自動最大功率點跟蹤控制、隨機風(fēng)速下的電功率平滑控制、狀態(tài)監(jiān)測和故障保護等系統(tǒng)控制策略，為機組的高效、可靠運行提供保證。 ﹡ 風(fēng)力機采用 PLC 控制模塊、控制柜有七大控制系統(tǒng)、軟并網(wǎng)控制、偏 航系統(tǒng)控制、制動與安全保護控制、運行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測控制、 變槳控制、功率因 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 19 數(shù)控制、 就地監(jiān)控和遠程監(jiān)控。 ﹡ 雙饋 異步發(fā)電機設(shè)計帶有一定的安全裕量的較寬的高效率范圍，以防止瞬時沖擊載荷在低風(fēng)速輕載荷時依然能保持較高的效率。 （ 6） 風(fēng)電機組防雷保護技術(shù)研究，避雷裝置的設(shè)計符合 IEC 的規(guī)定，有內(nèi)外避雷保護。雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)定子和電網(wǎng)直接相連接，轉(zhuǎn)子和功率變換器相連接，通過變換器（變頻器）的功率僅僅是轉(zhuǎn)差功率，這是各種傳動系統(tǒng)中效率比較高的，該結(jié)構(gòu)適合于調(diào)速范圍不寬的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，尤其是大、中容量的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。研制開發(fā)了 S43/600KW、 S48/750KW 風(fēng)力發(fā)電機組及 S43/600KW、 S48/750KW風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)。 截止到 20xx 年底，我國風(fēng)電裝機容量已達 萬千瓦。第一個風(fēng)電場是 1989 年建在新疆達坂城開始投產(chǎn)運行的，當(dāng)時裝機容量僅 2050 千瓦，到 20xx 年底全國已建成規(guī)模不等的風(fēng)電場 40 個，分布在新疆、內(nèi)蒙、廣州、浙江、福建等 15 個省區(qū)，總裝機容量約為 萬 KW。 表 21 國外主要風(fēng)力發(fā)電機制造廠商的產(chǎn)品型號及技術(shù)規(guī)格 廠 商 Bonus Dewind Enercon NEGMicon Enercon 所在國 丹麥 德國 德國 丹麥 德國 風(fēng)機型號 － 250/60 E58 額定功率 1300/260KW 1000KW 1500KW 1000/250KW 1000KW 輪轂 高度 68/80/90 機艙質(zhì)量 (t) 50 43 82 切入風(fēng)速 (m/s) 3 3 額定風(fēng)速 (m/s) 14～ 15 13 13 13 切出風(fēng)速 (m/s) 25 23 無 20 無 風(fēng)輪直徑 (m/s) 62 62 66 60 58 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 (r/min) 19/13 ～ 8～ 22 12/18 10～ 24 轉(zhuǎn)速控制、 電 網(wǎng) 控 制 變 極 變 漿、主 動 順 漿 變速 電 網(wǎng) 控 制 變 級 變速 過速控制 聯(lián)合失速 變漿 變漿 失速 變漿 發(fā)電機類型 異步電機 雙 饋 異 步 電 機 同步電機 異 步 機變 極 水 冷 同步電機 并網(wǎng)設(shè)備 晶閘變 IGBT 逆變器 逆變器 晶閘變 逆變器 齒輪箱傳動比 1： 79 1： 無齒輪箱 1： 83， 256 無齒箱 主剎車系統(tǒng) 半變漿距 雙變漿系統(tǒng) 葉片順漿 葉尖剎車 葉片順漿 續(xù)表 21 風(fēng)力發(fā)電機組開發(fā)研制及國產(chǎn)化項目可行性研究報 告 8 廠商 Vestas Vestas Vestas NEGMicon Nordex 所在國 丹麥 丹麥 丹麥 丹麥 德國 風(fēng)電機型號 V52850kW NM20xx/72 N62/ 額定功率 850kW 20xx/500KW 輪轂高度 44/49/55/60/65 60/67/78 60/67/78/100 68/80 60/65/69/85/120 機艙質(zhì)量 (t) 22 57 76 48 切入風(fēng) 速 (m/s) 4 4 4 4 3 額定風(fēng) 速 (m/s) 16 16 15 14 15 切出風(fēng) 速 (m/s) 25 25 25 25 25 風(fēng) 輪直徑 (m/s) 52 66 80 72 60/62 風(fēng) 輪 轉(zhuǎn)速 (r/min) 14～ ～ 9～ 19 18/12 19/12 轉(zhuǎn)速控制、 變漿 +變速 變漿 +變速 變漿 +變速 電網(wǎng)控制變極 電網(wǎng)控制、變極 過速控制 變 漿 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 變 漿 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 變 漿 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 主動失速 失速 發(fā)電機類型 異 步 電 機 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 異 步 電 機 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 異 步 電 機 + 最 佳 轉(zhuǎn) 速 異 步 機