国内外风力发电技术的现状与发展趋势

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　　国外风电发展现状
　　1.1国际风电产业发展形势
　　在众多新型可再生能源中，风能分布范围广泛，风力发电技术比较成熟而且成本相对较低，最具有大规模开发和商业化发展前景，因此风力发电在改善能源结构以及节能减排方面的作用受到了人们越来越多的关注，成为目前国际上可再生能源领域发展最快的清洁能源。据全球风能理事会(GWEC)统计资料，2007年全球新增风电装机容量2000万kW，分布在全球70多个国家和地区，其中，排在前三位的是美国(520万kW)、西班牙(350万kW)、中国(330万 kW)。在欧洲和美国，从新增装机容量的角度，近几年风电仅次于天然气发电。2003～2007年，全球风电平均增长率为24.7%，总装机容量累计已达 9400万kW，2008年，风电成为非水电可再生能源中第一个全球装机超过1亿kW的电力资源。风电作为能源领域增长最快的行业，共为全球提供了近20 万个就业机会。以欧美等发达国家为代表，全球风电呈现出规模化的发展态势，据GWEC预测，未来五年，全球风电仍将保持20%以上增长速度，到2012 年，全球风电装机容量将达到2.4亿kW，年发电5000亿kWh，风电约占全球电力供应的3%。国际能源署(IEA)2008年颁布的《2050年能源技术情景》判断，2010～2050年，全球风电平均每年增加7000万kW，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。
　　风电技术发展迅速，水平轴风电机组技术成为主流，占到95﹪以上的市场份额;风电机组单机容量持续增大，世界上主流机型已经从2000年的 500～1000kW增加到2007年的2～5MW;变桨距功率调节方式由于载荷控制平稳、安全和高效等优点得到迅猛发展，在大型风电机组上得到广泛采用;风能的大规模开发今后将更多依赖于规模化、系列化和标准化，以降低成本提高效益;随着关键技术和装备的逐渐成熟，海上风电开发将是未来发展的一个重要方向，MW级海上风电机组的商业化已经成为世界风能利用的新趋势。与此同时，各种新技术和新装备的应用、标准与规范的完善、产品质量的提升和风电市场的规范，也为风电产业长远持续发展奠定了坚实的基础。
　　1.2国内风电产业发展现状与趋势
　　能源和环境危机与国民经济可持续发展之间的矛盾，促进了风力发电产业的迅猛发展，风电在我国能源结构中的地位日益受到重视。中国发展并网风力发电始于 1990年，到2004 年年底，全国的风力发电装机容量约有76.4万kW;2005年2月《可再生能源法》颁布之后，当年风力发电新增装机容量超过60%，总容量达到了126 万kW;2006年当年新增装机容量超过100%，累计装机容量超过259.7万kW;2007年又新增装机容量330万kW，累计装机容量达到604万 kW，一跃成为世界上最主要的风电市场之一。国家提出的2010年完成500万kW的目标已提前3年于2007年实现，根据相关部门预测，到2010年我国的风电装机将达到1400～1500万kW，而如果保障得力，到2020年有望实现1.2～1.5亿kW。
　　在国家政策扶持和市场拉动下，我国风电产业得到了长足的发展，一大批有实力的企业纷纷涉足，国外跨国公司也积极在国内组建生产企业，风电产业整体上呈现出百花齐放、百舸争流的繁荣景象。目前国内已有60多家风电整机制造企业，包括MW级机组在内的国产风电装备陆续下线并投入运行，国产风电装备的技术水平和质量都有了很大的提高，产能迅速提升。
　　主要的进展包括：新疆金风公司1.5MW直驱式风力发电机组的生产;沈阳工业大学1MW变速恒频风力发电机组的研制生产;湘电集团2MW直驱型风力发电机组的研制生产、东方汽轮机厂、大连重工集团以及广东明阳1.5MW变速恒频风力发电机组生产。
　　可进行600kW～2000kW风力发电机组组装生产的企业主要有：新疆金风科技股份有限公司、东方汽轮机厂、华锐科技股份有限公司、湘电集团、江苏新誉风力发电设备有限公司、浙江运达风电工程有限公司、沈阳华创风能有限公司、中山明阳电器有限公司、中船重工(重庆)海装风电设备有限公司等。生产配套发电机的厂家有：永济电机厂、湘电集团、兰州电机厂、上海电机厂有限公司、株洲时代电机厂等。生产配套齿轮箱的厂家有：重庆齿轮箱有限责任公司、南京高速齿轮箱有限责任公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司等。
　　在风电机组整体设计技术上，航空集团602研究所、中国空气动力研究与发展中心、华北电力大学、沈阳工业大学、汕头大学和新疆大学等都做过很多工作;湘电集团、清华大学、北京交通大学、华北电力大学、常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心和北京能高自动化技术有限公司等单位，在风电机组变流与控制技术领域进行了长期研究，也已具有了一定的产业化技术实力。
　　另一方面，由于风力发电装备是一项跨学科、跨领域、跨部门的系统工程，加上国内在相关领域基础薄弱，我国风电产业的自主发展也存在基础技术研究和自主创新实力匮乏、产业化程度低等问题，还远远不能满足风力发电发展的要求，加快自主风电产业的建设是当前和未来一段时期风力发电发展的核心任务。
　　(1)风力发电装备企业大多仍处于产业化初期阶段
　　我国风电产业呈现迅猛发展的势头，但由于涉足时间比较短，除少数几家企业外，大多数企业的产业化程度仍比较低，产品大多仍还处在样机研制和实验考核阶段。而即使是国内领先的风电机组企业，其总体产业规模相对来说仍然比较小，大多处于产业化初期阶段，风电装备产业整体竞争实力距离世界先进水平还有较大差距。
　　(2)体系逐渐健全但仍需解决瓶颈问题
　　在国家政策以及各级政府科研项目的支持下，经过企业、高校和科研单位的共同努力，我国风电产业的技术水平已经有了大幅度的提高，风电整机、叶片、齿轮箱和发电机等领域的产业规模和技术水平基本能够满足我国市场的需要;但另一方面，在偏航轴承、变桨电机、主轴、电控系统和变流器等一些关键零部件领域，技术和规模还远远不能满足我国风电产业发展的要求，特别是风电机组电控系统和变流器，目前仍主要依赖进口。风电产业链中关键零部件技术的缺失，使得我国的风力发电发展受到了很大的影响。一方面，关键零部件受制于人在一定程度上威胁着我国风电整机企业和风力发电产业的战略安全;另一方面，大量的进口部件直接抬高了风电机组的造价，对国内风电产业的整体效益和健康发展产生非常不利的影响。
　　(3)基础技术研究和自主创新实力还比较薄弱
　　目前国内风力发电装备企业的技术(特别是关键核心技术)绝大多数是通过引进、许可证以及联合开发等形式获得，大多没有完全自主的知识产权，国内企业基本不具备自主设计、自主开发的实力。受此影响，我国风电产业的发展存在“重产品和市场推广、轻设计和研发”的问题。自主设计技术的缺失，使得我国的风电产业存在“空心化”的危险，核心技术、关键装备的主动权和主要利润目前仍都掌握在国外企业手中。受市场压力等因素的影响，我国前期风力发电技术的研究更多关注具体装置和产品的研制和开发，但在风力发电基础技术研究领域的投入严重不足。我国风电产业今后在技术竞争、市场开拓、提高经济效益等方面仍面临巨大的国际竞争压力和挑战。

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