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大功率风力发电机发展的现状及展望

更新时间:2011-10-17
5MW及以上的风力发电机一般界定为大功率风力发电机。研发设计大功率风机的主要意义在于,可以有效降低风机单元的单位发电成本。
  
  目前,世界范围内已经出产了6MW、7.5MW的风机,各公司同时开始构想10MW的风机设计,如何选择设计参数、技术路线如何选择等问题亟待明确。就技术路线和发电机选型而言,已经生产大功率风机的公司各有不同,如Areva的M5000机组,采用半直驱路线,发电机为中压永磁同步发电机;Bard的VM机组则采用异步电机;而Enercon的E-126采用直驱励磁同步发电机配合全功率变频器,风机叶片分为两段;我国的华锐风电6MW风机沿用了传统的双馈技术路线。可以看出即使到了大功率级别,风机的技术路线及发电机仍然存在分歧。
  
  大功率风机的设计特点不仅体现在上述两方面,也是一系列的变革。叶片材料宜选用碳纤维,并且分为两段;塔筒下半部为混凝土,上半部则是钢材料;传动链环节,现在可以给出结论,即直驱的成本高于齿轮箱结构;发电机要采用耐高温的超导材料;而对于整机系统而言,主流方向是变速变桨并且增加更多的冗余设计。
  
  对于10MW风电机组,目前进入概念设计的公司有Windetec、Clipper、Sway、Windpower等,其中,Windpower准备采用垂直轴风机。
  
  个人对10MW风机的看法是,其性价比不见得是最优的,而7.5MW级别更加合适,东汽公司正在设计,Cp值准备选择0.48。但中科院院士胡文瑞认为难度较大。