【導(dǎo)讀】模超過370億美元，并正在逐年遞增，全球風能發(fā)展異軍突起。據(jù)全球風能理事會統(tǒng)計，近5年來，全球風能的累計裝機容量以年均％的速。2020年全球新增風電裝機容量達2020萬千瓦，主要集中在美國、西班牙、中國、印度和德國等國。年的7410萬千瓦增加27％。風能超越天然氣，占據(jù)了歐盟。能源行業(yè)的最大份額。新軍不斷出現(xiàn)，將使市場競爭更加充分。的出臺，風能產(chǎn)業(yè)每年將實現(xiàn)25%的超常發(fā)展。年前將保持每年15%的增長速度。設(shè)基本趨于飽和，下一步主要發(fā)展方向是海上風電場和設(shè)備更新。大潛力，增長速度將高于15%的平均水平。已成為德國風電設(shè)備公司的主要增長點。德國政府將通過價格補貼等手段支持該行業(yè)通過。該公司執(zhí)行主席認為第二代大型的離岸的風電場將會對英國未來的混合能源。環(huán)球能源網(wǎng)認為，這個風電場將會對英國的清潔能源資源的開發(fā)提供幫助。的風電場為對抗氣候變化以及英國向一個低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)變也有所貢獻。政府應(yīng)該采取更多措

　　

【正文】 發(fā)電機樣機將于今年年底完成研制任務(wù)。 這臺立軸式浮海風力發(fā)電機樣機預(yù)計發(fā)電量為 300 千瓦，并計劃在海南省海域內(nèi)建設(shè)一座面積為 200 平方海里、發(fā)電量為 20200 千瓦的浮海風力發(fā)電機試驗電場。 目前中國正在對海上風力情況進行調(diào)查，現(xiàn)在普遍使用的迎風式發(fā)電機在抗御臺風方面較脆弱。立軸式浮海風力發(fā)電機在這方面較有優(yōu)勢，但目前世界上對這項技術(shù)的掌握還不成熟。因此，這方面的知識產(chǎn)權(quán)和整個系統(tǒng)制造的產(chǎn)業(yè)鏈都有很大的發(fā)展空間。提高性能、降低成本是制造技術(shù)的關(guān)鍵。 國家 “ 973”風能項目首席科學家顧衛(wèi)東說，解決好海上風能的開發(fā)利用，將推動中國風能發(fā)電領(lǐng)域整體向前。 （ 出處 ：新華網(wǎng) ） 我自主研發(fā)的世界首臺雙電樞兆瓦級風機并網(wǎng)發(fā)電 我國自主研發(fā)的具有完全自主知 識產(chǎn)權(quán)，所有零部件及電控系統(tǒng)完全國產(chǎn)化的兆瓦級雙電樞混合勵磁風力發(fā)電機組在內(nèi)蒙古包頭市白云鄂博并網(wǎng)發(fā)電 3600 小時。專家認為，這一世界首創(chuàng)的成果對合理利用內(nèi)蒙古自治區(qū)獨特的風能和稀土資源，加速我國大型風力發(fā)電裝備制造業(yè)的國產(chǎn)化，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 目前，國內(nèi)風力發(fā)電機基本是國外引進的技術(shù)，現(xiàn)在批量生產(chǎn)的企業(yè)全部是購買國外產(chǎn)品的圖紙，整機結(jié)構(gòu)完全與國外產(chǎn)品相同。由于設(shè)計出自國外，受國外影響，軸承、電控系統(tǒng)、變流器等關(guān)鍵部件都依靠進口，且故障率很高。 由包頭市匯全稀土實業(yè)有限公 司、內(nèi)蒙古科技大學和包頭市愛能控制工程有限公司組成產(chǎn)學研聯(lián)合體共同完成的該發(fā)電機組，在整機設(shè)計中獨辟蹊徑，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有風力發(fā)電機的形式，開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的雙電樞高速永磁風力發(fā)電機。該發(fā)電機組在低風速時，永磁電樞調(diào)速發(fā)電，起動力矩??；而在高風速時異步電樞與永磁電樞同時定速發(fā)電，效率可以與現(xiàn)有的風力發(fā)電機技術(shù)相比拼，整機成本比國外調(diào)速風力發(fā)電機降低 20%— 30%。自主研發(fā)的電控系統(tǒng)綜合運用人工智能、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等先進控制理論和空氣動力學的理論，針對雙電樞發(fā)電機組的具體情況，采用總線技術(shù)、 PLC 技術(shù)、變流技術(shù)、計算機控制技術(shù)和先進傳感器技術(shù)，實現(xiàn)了風機的調(diào)速優(yōu)化，共振的自動避讓， 技術(shù)資訊 第 26 頁 共 42 頁 風能最大捕獲的最優(yōu)化運行，提高風力發(fā)電機的等效利用時間、可靠性和安全性，共獲 14項專利。 （出處： 2020 年 3 月 24 日《科技日報》） 聯(lián)合聚風超大功率風力發(fā)電機組及其技術(shù)價值分析 摘要： 聯(lián)合聚風超大功率風力發(fā)電機組可帶來風力發(fā)電全新方式與效益，其采用分風與聯(lián)合聚風的方式、采用 “ 傘式槳葉伸縮調(diào)控系統(tǒng) ” 的上下簡單移動控制，可調(diào)控槳輪風輪各個槳葉的幅面伸展長短，實現(xiàn)啟動、調(diào)頻、剎車調(diào)節(jié)，其直接驅(qū)動多發(fā)電機的傳動系統(tǒng)可形成多級 出力能力及調(diào)控；其使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅度簡化，效率與出力能力大幅度提高。（發(fā)明專利號： ） 風力發(fā)電是開發(fā)可再生能源的重點領(lǐng)域，風能資源廣泛，風力發(fā)電過程無任何消耗和污染物體產(chǎn)生，因此實現(xiàn)風力發(fā)電低成本、規(guī)?；_發(fā)應(yīng)用可形成巨大的商機和經(jīng)濟社會效益。但從當前中國的風電市場看，一方面面臨巨大機遇，一方面面臨嚴峻挑戰(zhàn)。 當前風力發(fā)電實現(xiàn)規(guī)?；_發(fā)需要解決的技術(shù)問題主要有： ① 需要實現(xiàn)風電機組的大功率能力設(shè)計，以提高風電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化開發(fā)應(yīng)用能力； ② 需要大幅度降低風力發(fā)電機組的制造成本； ③ 需 要有效提高機組的運行效率和風能利用能力； ④ 因為現(xiàn)有風電機組的技術(shù)起源地在歐洲，那里沒有臺風（颶風）的氣流形態(tài)，沒有高寒冷溫度對機組高分子材料形成的超低溫破壞影響，因此在中國及世界許多國家地區(qū)進行風力發(fā)電的有效開發(fā)，風電機組還必須有避免與消除上述氣候狀況影響的創(chuàng)新技術(shù)作為支持。 全新類型設(shè)計的 “ 聯(lián)合聚風超大功率風力發(fā)電機組 ” （下簡稱：聯(lián)合聚風機組）發(fā)明專利技術(shù)在解決上述四大技術(shù)需求問題的探索創(chuàng)新中形成了獨特的綜合優(yōu)勢群。 聯(lián)合聚風機組是將多個長菱形設(shè)計形態(tài)的 “ 分風式風力發(fā)電機組 ” （ 下簡稱：分風機組）間隔并列聯(lián)合設(shè)置，因此在相鄰間隔設(shè)置的各個長 菱 形機組的兩側(cè)，均可形成由分風機艙分風與其相互影響聚風形成的聚風過流通道，形成相互聚風的效果。而立式雙槳輪風輪的槳葉正好并列處于聚風過流通道中，從而使聚集風力持續(xù)不斷地切向沖擊槳輪風輪的最大力矩處，推動其旋轉(zhuǎn)形成最大出力能力轉(zhuǎn)換。 “ 分風機組 ” 是由立式雙槳輪風輪相互齒合聯(lián)合構(gòu)成，并可通過并列設(shè)置的機組相互聯(lián)合，使若干個機組實現(xiàn)聯(lián)合聯(lián)動的一體化出力態(tài)勢。可通過 菱 形聚風斜面的雙向合并天然構(gòu)成機組的設(shè)備間（分風機艙）；其通過 “ 傘式槳葉伸縮調(diào)控系統(tǒng) ” 的上下簡單移動控 技術(shù)資訊 第 27 頁 共 42 頁 制，可簡單、準確、快速、有效地整體調(diào)控槳輪風輪各個槳葉的伸展幅面，實現(xiàn)微風啟動、隨風調(diào)頻與剎車減力的控制。 分風機艙為面對風向的完全固定形態(tài)，其對風方法是利用自然界風力路徑直線來回運動的特點，通過槳輪風輪正、反旋轉(zhuǎn)方向的調(diào)節(jié)變化適應(yīng)風力方向的整體變化，因聚風通道有順風作用，槳輪風輪對風向又沒有特別嚴格的要求，因此在風向小角度左右偏離主線方向的情況下，不會對機組運行產(chǎn)生任何影響（注：自然界絕大多數(shù)地區(qū)風向運動的偏離角度均不會大，在容許的范圍內(nèi)）。 立式雙槳 輪風輪 槳輪風輪是聯(lián)合聚風機組的乘風出力部件，其由立式雙槳輪風輪相互齒合聯(lián)合構(gòu)成，槳輪風輪由槳輪輥及在其上設(shè)置的若干個伸展槳葉構(gòu)成。槳葉為可向槳輪輥內(nèi)移動收縮的活動形態(tài)設(shè)計，通過 “ 傘式槳葉伸縮調(diào)控系統(tǒng) ” 的上下簡單移動控制，可準確、快速、有效、整體地調(diào)控槳輪風輪各個槳葉的幅面伸展長短，在機組出現(xiàn)故障、發(fā)電機過載、頻率超標時，可通過風輪各個槳葉的同時內(nèi)移縮小幅面的方式，實現(xiàn)機組減力剎車與隨時調(diào)頻（與現(xiàn)有機組的轉(zhuǎn)槳順槳調(diào)控作用結(jié)果相同），多數(shù)情況下伸縮槳葉操作還可與多個發(fā)電機設(shè)置形成的梯級出力能力進行配合。 分風機艙 分風機艙的設(shè)計形態(tài)、規(guī)格和其多樣化變化是形成聯(lián)合聚風機組技術(shù)方案的核心之一。 從俯視角度看分風機艙如同一個長菱形體，其左右兩側(cè)各有兩個聚風斜面，通過分風機艙實現(xiàn)前后雙方向的分風與在機艙兩側(cè)的相鄰影響形成的相互聚風，分風機艙在實現(xiàn)上述功效的同時，又天然構(gòu)成機組前后兩個設(shè)備安裝間。分風機艙可同時起到遮擋槳輪風輪半幅旋轉(zhuǎn)弧面體，完成其出力方式需求的多重任務(wù)。 直接驅(qū)動多發(fā)電機的傳動系統(tǒng) 直接驅(qū)動多發(fā)電機的傳動系統(tǒng)可使分風機組擁有出力能力梯級巨大差距和其方便與風力強度變化的及時適應(yīng)性調(diào) 控，這對于超大功率風力發(fā)電機組具有特別重要的效益形成作用，其可充分利用微風發(fā)電，又可在強風時間大幅度提高機組的發(fā)電能力。實現(xiàn)該功能的方法是采用在同一傳動齒輪上一同并列設(shè)置一個以上的發(fā)電機，該設(shè)計理由有四： 技術(shù)資訊 第 28 頁 共 42 頁 ⑴ 因聯(lián)合機組可簡單輕松地實現(xiàn)單機兆瓦級以上的發(fā)電功率水平，因此如果實現(xiàn) 2 兆瓦級、 5 兆瓦級、 10 兆瓦級、 20 兆瓦級、 50 兆瓦級 ?? 等超大功率機組設(shè)計時就需要功率更為巨大的發(fā)電機配合，而只設(shè)置一個更大功率的發(fā)電機不方便進行高空設(shè)置與安裝。 ⑵ 由風力發(fā)電的特性決定：可通過 1 個以上發(fā)電機的設(shè)置方式，簡單方便地形成 機組出力的梯級巨大變化調(diào)控能力，方便擴大機組的用風強度范圍和用風時間范圍。 ⑶ 可在發(fā)電機設(shè)置數(shù)量形成的巨大梯級出力能力范圍內(nèi)進行槳葉伸縮的微型調(diào)控。即：當處于梯級交匯處時，風力再大機組不是要進行縮槳操作，而是要提高發(fā)電機的設(shè)置數(shù)量，并同時進行伸槳操作增加發(fā)電；反之，風力再小，伸槳已到盡頭沒有作用，機組可進行減少發(fā)電機數(shù)量設(shè)置的減力調(diào)控。 ⑷ 分風機組的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)和傳動機構(gòu)形成的綜合設(shè)計形態(tài)，可簡單、方便、靈活、廉價地實現(xiàn)設(shè)置 1 個以上擁有可分合、撤并功能控制的發(fā)電機的獨特優(yōu)勢。 制動方法與制動系統(tǒng) 聯(lián)合聚風機組的制動方法是： ； 。因此其制動器無需十分強大與復(fù)雜，且其制動器是與聯(lián)合傳動齒輪一體化設(shè)計，沒有制動盤，從而使制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅度簡化。 互連橫梁、塔架與基礎(chǔ) 通過塔架與基礎(chǔ)實現(xiàn)分風機艙的空中高舉安裝。對一個分風機艙的支撐最經(jīng)濟的方法是采用 2 個塔架，但是對于更高大與更寬大的分風機艙來講，采用單一一線式的支撐結(jié)構(gòu)有側(cè)傾的危險，因此采用將整個聯(lián)合排列的各個機組機艙用 12 個 “ 互連橫粱 ” 進行相鄰機組之間的一體化串聯(lián)固定，使其形成相互依靠的橫向穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)體。 ⑴ 系統(tǒng)部件承重載荷大幅減小 現(xiàn)有巨型三葉片式風電機組對控制系統(tǒng)部件的承重載荷巨大，與之相比槳輪風輪各個槳葉的中部可設(shè)支撐圓環(huán)架進行環(huán)繞式支撐，槳輪槳葉無需通過槳葉自身形態(tài)形成流體化空氣動力出力能力，因此在實現(xiàn)相同風力有效接觸面設(shè)計的情況下，槳輪風輪的自身重量可數(shù)倍地輕于三葉片葉片，直徑可大幅度減少，加工方式可大量簡化，可形成標準化流水線作業(yè)。也同時消除了葉片巨大承重載荷形成的超低溫脆裂起因。 ⑵ 用風條件和質(zhì)量大幅提高 因為數(shù)十米長的三葉片上下旋轉(zhuǎn)運動方式，使葉片在 不同空間高度獲得的乘風強度隨時面臨較大的差距與頻繁變化，因此使超長葉片機組容易出現(xiàn)振動問題；與其比較，槳輪 技術(shù)資訊 第 29 頁 共 42 頁 風輪的槳葉對風力無分解、無橫向擾動、無產(chǎn)生葉尖噪音的條件，而且由于聯(lián)合機組分風機艙的間隔阻隔，使聯(lián)合機組各個氣流通道的氣流互不影響，機組的出力用風是在相同高度采取，可使風力強度穩(wěn)定一致，其聚風作用更可有利于削平自然界風力強度頻率的瞬間劇烈變化幅度對機組穩(wěn)定運行產(chǎn)生的影響。 菱形機艙結(jié)構(gòu)體可使作用在其上的風壓獲得大幅度分解，可大幅消解風力對機艙的直接沖擊，并可將負面影響轉(zhuǎn)化為機組發(fā)電動力；因此在相 同投資、相同風資源的情況下采用聚風機組可大幅提高風電廠的總裝機容量，大幅增加投資收益額度。 ⑶ 結(jié)構(gòu)大幅度簡化 聯(lián)合聚風機組在實現(xiàn)大功率的過程中無需超長超重的巨型葉片和對其進行的高難度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)順槳控制。與三葉片風輪比較，在實現(xiàn)相同出力能力的情況下，或是在實現(xiàn)相同風輪表面有效乘風面積下，槳輪風輪的旋轉(zhuǎn)形成面直徑將數(shù)倍減小，對傳動比的設(shè)計壓力大幅度降低，其與槳輪風輪一體化同軸大齒輪配合方式又提供了極高的傳動比設(shè)計空間，可實現(xiàn)由風輪同軸齒輪直接驅(qū)動發(fā)電機連接齒輪實現(xiàn)直接傳動的理想狀態(tài)，因此無需復(fù)雜的 齒輪箱設(shè)置。 聚風機組分風機艙為固定式，無需偏航系統(tǒng)和機艙控制箱等復(fù)雜結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的系統(tǒng)控制需求。 ⑷ 調(diào)控系統(tǒng)簡單，消除臺風影響 與現(xiàn)有發(fā)電機組變槳距調(diào)控系統(tǒng)比較，傘式槳葉伸縮調(diào)控系統(tǒng)更加簡單、快捷、穩(wěn)定、有效、耐用、價廉；在低速風力條件下起動時，槳葉伸縮系統(tǒng)可將槳葉推到適合的位置，使風輪具有最大的起動力矩和乘風面積，再通過聚風作用和機組起動時單一發(fā)電機運行實現(xiàn)的巨大梯級減力因素等三重作用，可在更小微風下順利投入正常工作，如果遇到臺風、颶風可通過將槳葉全部收縮的操作，消除惡劣風力 對機組的傷害。 ⑸ 出力能力大幅提高 風能如同太陽能，分散而廣泛；風能更像水能，通過設(shè)施的建設(shè)可使其能量在漸進變窄的通道內(nèi)獲得聚集加強，使風能倍增（因為風速和功率是三次方的關(guān)系），因而采用聚風的機組設(shè)計結(jié)構(gòu)，并使聚集的高速風力切向作用在風輪的在大力矩處，是實現(xiàn)單機大功率風電機組出力能力、適風能力開發(fā)設(shè)計的有效途徑。 ⑹ 單機大功率能力拓展空間巨大 技術(shù)資訊 第 30 頁 共 42 頁 槳輪風輪可實現(xiàn)直徑與高長雙向擴展能力，因此機組的設(shè)計規(guī)格與出力能力將有極大的、輕松的擴展能力空間，可大幅度地調(diào)整變化機組的出力能力設(shè) 計；此外，聯(lián)合聚風機組可實現(xiàn)多機組的聯(lián)合聯(lián)動一體化出力形態(tài)設(shè)計。 綜上所述明顯可見，聯(lián)合聚風風電機組可滿足當前風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展急需解決的四大技術(shù)要求，其可使影響當前風力發(fā)電發(fā)展的故障率、建設(shè)成本、維修成本大幅降低，可使機組功率、用風條件和出力能力大幅度提高，可使投入與產(chǎn)出比大幅度提高，其發(fā)明出現(xiàn)將帶來風電產(chǎn)業(yè)革命性的巨變。 （出處：中國新能源網(wǎng)） 變頻技術(shù)在變速恒頻異步風力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘要：變速恒頻異步風力發(fā)電技術(shù)，特別是雙饋異步發(fā)電技術(shù)在風力發(fā)電中得到了廣泛的應(yīng)用。本文在闡 述變頻技術(shù)在風力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對變速恒頻異步風力發(fā)電系統(tǒng)的不同的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略進行了分析，并介紹了變速恒頻雙饋異步風力發(fā)電技術(shù)的研究熱點以及北京清能華福風電技術(shù)有限公司的產(chǎn)品 QHVERTDFIG1500B 型變流器。 一 .引言 中國的風能資源十分豐富，目前已經(jīng)探明的風能儲量約為 3226GW，其中可利用風能約為 253GW，主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁以及東部和東南沿海及島嶼上。根據(jù)統(tǒng)計，截至到 2020 年底，中國大陸地區(qū)已建成并網(wǎng)型風電場 91 座，累計運行風力發(fā)電機組 3311 臺 ，總?cè)萘窟_ 萬 kW（以完成整機吊裝作為統(tǒng)計依據(jù)）。已經(jīng)建成并網(wǎng)發(fā)電的風場主要分布在新疆、內(nèi)蒙、廣東、浙江、遼寧等 16 個省區(qū)。根據(jù)電監(jiān)會公布的數(shù)據(jù)，截至 2020 年底 ,中國發(fā)電裝機容量達到 62200 萬 kW，風力發(fā)電占全國總裝機容量的%。截至到 2020 年底，全世界總風電裝機容量已經(jīng)達到 萬 kW，其中德國總