1.5MW、2MW风电机组风轮直径发展趋势

1.5MW、2MW风电机组风轮直径发展趋势 2014-08-12 14:58:04 来源:《风能》 作者: 【大 中 小】 浏览:19次 评论:0条     概述     了解1.5MW 和2MW 型风电机组风轮直径发展趋势，对了解我国风电整机和叶片市场的整体发展趋势具有一定意义。其主要原因是：首先，2012 年我国新增1.5MW 和2MW风电机组装机为11636.5MW ，占总装机量的89.8% 。因此，对1.5MW 和2MW 机组的了解，能够有效认识风电整机总体装机情况。其次，1.5MW 和2MW 机组因为是目前市场上的主力机型，其加长叶片、增大风轮直径的情况更为多见，具有风轮直径发展趋势的普遍代表性。     1 1.5MW和2MW型风电机组装机趋势     我国的1.5MW 型风电机组新增装机容量，在2008 年以前一直呈现平稳上升态势，到2008 年至2010 年上升势头非常明显，尤其是2009 年1.5MW 型风电机组的装机量，比2008 年增长了2.5 倍左右，该单机容量机型在2012 年新增装机量达到了近年来的顶峰，为14685MW 。但这种趋势到2011 年开始变化，当年    1.5MW 型机组的新增装机量开始下降，2012 年降幅明显，该单机容量机组在2012 年新增装机量为8254MW，降幅高于我国2012 年风电新增装机量的降幅。     我国单机容量为2MW 的风电机组机型在2006 年以后的新增装机趋势与1.5MW 机型的新增装机趋势不同，在2010 年1.5MW 型机组的新增装机量在爆发式增长后达到顶峰时，2MW 型风电机组的新增装机量仍然平缓上升，为2168MW 。到2012 年1.5MW 型风电机组新增装机量的下降趋势比较明显时，单机容量2MW 的机型新增装机趋势仍为平稳上升，达3382MW 。     各风轮直径的1.5MW机组装机趋势     风轮直径在70m 以下的1.5MW 型机组的装机量一直处于比较稳定的状态。而风轮直径为77m 和82m 的1.5MW型机组，在2011 年以前的新增装机量中，始终占据1.5MW 型机组的总装机量的前两位。其中风轮直径77m 的1.5MW 机组新增装机量，经过三年时间的迅速增长后，在2009 年达到5529MW ，此后出现疲态，至2010 年开始逐年下跌，到2012 年为999MW ，已经低于风轮直径87m 的1.5MW型机组。     风轮直径82m 型机组在2008 年以前装机量很少，从2008 年至2009 年开始出现爆发式增长。在2009 年至2010 年期间超越风轮直径77m 机型，并在2010 年达到新增装机量9256.5MW 的最高峰，之后的2011 年和2012 年新增装机量开始下降，但截止到2012 年，该风轮直径的机组仍是1.5MW 型风电机组新增装机量最多的，为3423MW 。从图1 与图2 的对比中可以看出，风轮直径82m 机型的新增装机容量与整个1.5MW 型机组新增装机容量曲线相近，是2012 年以前对整个1.5MW 机组市场影响最大的机型。 图1 2006年至2012年1.5MW和2MW型机组新增装机容量趋势(单位：MW) 图2 2007年至2012年1.5MW型风电机组不同风轮直径新增装机容量趋势(单位：MW) 图3 2012年各风轮直径1.5MW风电机组新增装机容量对比(单位：MW)     风轮直径为86m 的1.5MW 机组新增装机容量从2010 年开始始终保持稳定上升状态，至2012 年达到1868.5MW 。风轮直径为87m 的1.5MW 机组在2011 年以前新增装机容量稳步增长，到2012 年达到稳定，为1228.5MW 。风轮直径为88 米的1.5MW 机型曾在2010 年装过1 台，此后直到2012 年又安装了198MW，因此在1.5MW 型机组中所占比例较小。风轮直径为89 米的1.5MW 机组从2011 年开始有装机，2011 年和2012 年的新增装机容量分别为564MW 和481.5MW。风轮直径为93m的1.5MW 机组也是从2011 年开始有装机的，当年装机量并不大，只有2 台，到2012 年装机数量达到了80台，容量120MW。 各风轮直径的2MW机组装机趋势 风轮直径82m 以下的2MW 型风电机组在2009 年以前的新增装机容量一直保持高速增长，当年新增装机容量达到960MW，占2009 年2MW 机组装机量的83%。2009 年以后风轮直径82m 以下的2MW 机型装机量开始降低，在2011 年前后分别被83m 至91m 或93m 以上的2MW 机型装机量超越，仅占当年2MW 机组总装机量的14.25%。     风轮直径在83m 至91m 区间的2MW机组在2009 年以前装机量很少，2010 年至2011 年增长迅速，2012年装机增长渐趋平稳，当年新增装机量为838MW。风轮直径为93m以上的2MW 机组在2009 年以前的装机容量也较少，当年装机容量仅为128MW，从2010 年开始至2012年，该风轮直径长度区间的2MW 机型保持了强劲的增长势头，2012年新增装机容量达到了2062MW。 图4 2007年至2012年2MW型风电机组不同风轮直径装机容量趋势(单位：MW) 图5 2012年各风轮直径2MW风电机组新增装机容量对比(单位：MW)     大风轮直径的1 . 5M W 和2MW机组产品     1.5MW 和2MW 机组风轮直径的不断增加以及风电市场对其的反应，主要源自于我国对低风速风区开发的重视程度有所增加。大风轮直径的机组往往被厂商定义为低风速型风电机组。     据了解，1.5MW 的第一台87m和第一台93m 风轮直径的机组均由远景能源制造，推出时间分别为2009年和2011 年。2012 年金风科技也推出了风轮直径为93m 的低风速机组，据有关资料显示，该机组为针对年平均风速为6.5m/s 以下四类风速区域设计，可在平均风速5.5m/s 条件下，年发电达2000 标准小时数以上。据了解， 风轮直径为93m 的1.5MW 机组能够使占我国风能资源30% 的超低风速地区的风能资源得以有效开发。2013 年联合动力推出了拥有“最大”风轮直径的1.5MW 机组，该机组的风轮直径达到了97m，在同等工况和风速的条件下，发电量可以超过该公司风轮直径86m 的1.5MW 产品20%。     在生产2MW 机组的整机商中，南车风电、三一重能、Vestas 分别推出了风轮直径达110m 的产品，海装风电推出了风轮直径111m 的2MW机组，Gamesa 则推出了114m 风轮直径的2MW 机组。     其中，南车风电的110m风轮直径2MW 机组于2013 年 2 月下线，在现有风电机组设计技术基础上，是针对低风速地区风况特点，完全自主研制的一款风电机组。三一重能所推出风轮直径110m 的“超级风机”通过超长的叶片设计保证了2.0MW 的机组能够适用于二类到四类风电场的要求。该款机组的扫风面积比93m风轮直径机组大40%， 发电量比常规机型提高35%， 发电机也可实现1.1 倍的长时超发和1.2 倍短时超发。Gamesa 2MW 的114m 风轮直径机组的首批产品在2013 年生产出来，该机组的扫掠面积比其前身97m 直径2MW 机组增大38%。 表1 部分风轮直径86m以上的1.5MW机组产品表2 部分风轮直径100m以上的2MW机组产品 表2 部分风轮直径100m以上的2MW机组产品     总体情况     总体看来，1.5MW 和2MW 型风电机组的风轮直径发展趋势较为明显地趋向于增大，作为风轮直径迅速加大的分水岭，2009年是较小风轮直径机组安装量最高的一年，此后增大风轮直径的机组装机量开始迅速增加，逐渐取代了较小风轮直径的机组。但     1.5MW 与2MW 机型新增装机量不同的一点主要表现在2010 年以后的趋势，2010 年以后1.5MW的装机量有所降低，而2MW 的新增装机量仍在增长。    然而，不断增大风轮直径并不是长久之计。由于我国风电招投标体制一般以千瓦功率为单位进行价格的对比，在短期内使叶片长度更长、风轮直径更大的产品受到市场青睐。然而，也正是因为单位价格的限制，风轮直径更大的产品成本也更高。据悉，增加叶片长度会改变机组的整体载荷变化，对轴承、齿轮箱等零部件的要求也会明显提高。目前1.5MW 的风轮直径达到了97m ，而此前2MW 的风轮直径才82m ，就齿轮箱、叶片等关键零部件而言，其成本增加的程度是不言而喻的。因此，即使是最早投身于加长叶片设计的整机厂商和叶片供应商，也在考虑这种方式的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 在未来并不能达到持续发展，从而开始主动增大整机功率，以避免成本与安全性带来更多问题。 16台风机倒塔 “威马逊”拷问国产风机 2014-08-12 15:14:00 来源:中国电力报 作者: 【大 中 小】 浏览:20次 评论:0条     16台风机倒塔，6台严重受损，叶片破裂、发电机掉落、机舱被揭开……这就是国产风机在接受台风 “威马逊”考验时交出的“成绩单”。    7月18日，41年来华南地区最强台风“威马逊”登陆海南省文昌市翁田镇，并迅速转入广东、广西等地区。“威马逊”带来的强风降雨致使多家风电场出现了上述严重损失。值得注意的是，上述风机均为国内企业生产。     一时间风力发电机破损或倒塌是由于其质量良莠不齐所致成为风电行业讨论的热点。本报记者带着这一问题采访多方人士后发现，台风环境下，风况条件极其复杂，简单的以风电机组是否受损来判断其质量并不具备说服力。相关专家在接受采访时告诉记者，要确保风机平安度过台风期，首先，风机选型必需严格符合风区类型;其次，从零部件环节确保风电机组的质量;第三，在台风风况下采取有效控制策略。    风机选型时不可盲目乐观    歌美飒中国区服务市场及销售总监杨革对本报记者表示：“简单的以风机质量来解释台风对风机的损毁是不全面的。有些风电场在选址与主机采购初期没有考虑到实际风险，这是风机损毁情况发生时要考虑的。”据了解，此番台风致使海南文昌风电场33台华锐风电1.5兆瓦、叶轮直径70米的风电机组中的3台机组严重受损，其中一台倒塔;广东徐闻勇士风电场遭遇重创，33台天威1.5兆瓦、叶轮直径77米的风电机组有18台遭到重创，其中15台出现倒塔，3台机组严重受损。     据了解，此次遭到“威马逊”重创的广东省徐闻县此前很少有台风正面登陆。有消息称徐闻勇士风电场因此在采购风机的时候，没有考虑到可能遇到的风险，过于乐观，认为该地点不会出现此类情况。     目前，尚未有公开的运行数据来说明何种原因造成了风电机组的损毁。但有业内人士对上述情况进行了分析。“天威是在2010年中标徐闻勇士风电场的风电机组，其1.5兆瓦风电机组的技术来自英国的GarradHassan，而在风电发展的早期77米叶轮直径的风电机组适合于二类风资源，其极限风速要求为59米/秒，如果天威没有对77米叶轮直径的技术进行升级到适应一类风区，也就是极限风速要求为70米/秒，那么风电机组就不可能扛住65米/秒的极限风速，当然这种可能性比较小。”大智慧能源研究中心研究员华鹏伟分析认为。     推行型式认证增强被动防御能力    中国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞对本报记者表示：“风电机组的倒塌主要就是和风电机组的质量和风电场的控制策略有关。”“简单地讲，现行设计最强的风机等级是ICEIa，根据IEC设计标准，极限风速设计标准为70米/秒，持续3秒钟;50米/秒，持续10分钟。如果台风风速超过该设计标准导致风电机组被吹坏，都不能称之为是风电机组的质量问题。”杨革表示。    按照这一逻辑，在台风没有达到极限风速的情况下，如果风电机组存在质量问题或维护状态不理想等情况都会存在出现危险的可能。在台风这一极端天气下，风电机组如何提升安全系数，确保风电机组的质量成为不二法则。 “风机是否达到了设计标准，可以从是否取得型式认证做初步判断。跟国内品牌风机稍有不同的是国外品牌的风机都取得过型式认证。目前，国内的风机制造商多数取得的是设计认证，但是在型式认证中却包含设计认证、原型机认证、制造厂质量体系的认证、综合评估四个组成部分。即便是第一环节的设计认证从评估程度来看也分为A、B、C三个等级。”杨革表示。    施鹏飞对本报记者表示：“型式认证规定机组的部件供应商采用什么部件来认证，调换了部件认证就失去效果。型式认证的生产体系能够保证所生产的产品都能达到设计标准。毋庸置疑的是采用型式认证对于确保风电机组的质量会有根本上的保证。国外风电机组在采购的时候都是需要有型式认证的。目前，我国风电制造水平已经具备能力来实施型式认证。但是型式认证需要较大的资金支持，是否采用型式认证还需要风机制造企业以及风场开发商从市场的角度来衡量。”据了解，目前我国风力发电企业在采购风机的时候并没有对风力发电机型式认证的需求。然而，在国外风电开发商需要的融资、担保、保险都需要提供采用风力发电机的型式认证证书。在欧洲市场，如果风力发电机缺少型式认证，风机根本就无法销售。    主动防御方面要在控制策略上下功夫     台风是一种非常复杂的自然现象，台风变化速度之快是导致在同一风电场、同一型号的风力发电机在面临台风时获得不同的境遇。     施鹏飞阐述了自己的观点：“风机倒塌的主要原因除了风机质量还有当时风况下的控制策略。当台风来的时候，让风电机组对准台风来的方向，确保风机顺风顺浆会对风机起到一定的保护作用。”“台风环境下，风向变化多样，湍流强度增强，如果湍流强度设计预留的范围比较小，那么极强台风环境下的强湍流就有可能对风电机组造成致命的损伤。”华鹏伟向本报记者介绍说。     据了解，2006年登陆我国的台风“桑美”与“威马逊”有着相当的破坏力，浙江苍南鹤顶山风电场的维斯塔斯风电机组通过正面迎接台风，顺风顺浆的控制策略有效的起到了保护作用，避免了损失。    歌美飒针对此也提出了自己的解决方案：当台风来临,如果电网出现中断，通过备用电源向风电机组不间断供电，使风电机组在台风中保持顺桨状态，并偏航使风机正对风吹来的方向。持续供电让风电机组对准台风的方向，以风机最强的一面迎接台风。     “当然在台风到来前，通过专向的检查风电机组的各种紧固螺栓的力矩、电机、偏航、变桨等工况对抵御台风会有所帮助。”杨革介绍说。