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船舶工程学院 海洋能应用技术 （小论文） 学 号：S315010021 专 业：力学 学生姓名：董越 任课教师：张 亮 教授 2016年4月 世界大型风电技术发展现状 董越 哈尔滨工程大学 摘要：本文着重介绍了国外大型风电机组的发展情况，阐述了国内风电技术发展现状，展望了大型风电机组未来发展方向。 关键词：风电技术，风电机组，发展现状，大型 1 引言 风能作为可再生的绿色能源, 凭借其巨大的商业潜力和环保效益, 在全球的新能源和可再生能源行业中创造了最快的增速。目前, 风电在全球已发展为年产值超过 5 0 亿美元的庞大产业。风能是地球“与生俱来”的丰富资源, 加快开发利用风能已成为全球能源界的共识. 海上风电技术逐渐成熟，全球海上风电装机容量已经超过 1GW ，有力地促进了特大型风电机组（单机容量大于或等于 3MW) 的研发。 风电设备制造企业一方面努力扩大产能，批量化生产现有产品，满足陆地风电市场需求；另一方面纷纷推出特大型风电机组， 为未来海上风电市场竞争做准备。 降低风电成本、提高可靠性是风电机组设计遵循的原则，为了实现这一目标，特大型风电机组设计中采用了更多的创新技术。 风电技术日趋成熟, 风电单机容量不断增大, 产品质量显著提高, 三叶片变速恒频水平轴风力发电机成为大型风力机的主流机型。大型风力机目前主要由丹麦 Vestas、德国 Enercon、西班牙 Gamesa、美国 GEWind 提供。丹麦风电设备制造商占有全球最大销售份额(图 1),丹麦的风机技术领先,在技术研发方面有很大的优势,Vestas 涵盖了单机 600kW 至 4.2MW 的 20 余种产品。近海风力发电稳步增长, 海上单机最大功率已达 5MW,风轮直径可达 126.5m。风力发电机组控制与安全系统的可靠性不断提高,功率输出更加平稳。丹麦率先使用风机技术的质量认证和采用标准化系统, 确保风机质量。 2 国外风电机组的发展现状 2.1 Enercon E-126（6~7MW）型风电机组[1] 德国Enercon 公司开发的 E-126 在2007 年底第一台样机在德国投入运行，转轮直径 127m ，额定功率 6MW ，可升级到7MW 。 为了便于运输，采用两段式叶片，靠近叶根的较短部分由金属制成， 外延部分由玻璃钢增强纤维制成。 轮毂高度 135m ，采用预制混凝土塔筒，由 35节组成，壁厚为 45cm ，塔筒底部直径为 14.5m 。 2.2 Repower 6M（5MW）型风电机组 德国 Repower System 公司在不来梅港其首三台 6 兆瓦系列风力发电机组成功组装[2]。这三台离岸风力发电机组将与 2009 年初在德国和丹麦海域上安装。 Repower 公司与德国 RWE INNOGY 能源公司将可能在近期签订一个框架性合同。在未来的时间里，250 台单机容量为 6 兆瓦的 Repower 机组将可能出售给 RWE INNOGY 公司。 2.3 Gamesa G128（4.5MW）型风电机组 西班牙 Gamesa 公司计划 2008 年安装 G128-4.5MW 样机，即转轮直径为 128m ，比当今世界最大风电机组还长 1m ，，其主要特点如下： （1）“紧凑”传动系统，对主轴、 2 个主轴承和两级行星齿轮箱进行集成化设计，减少了所用部件； （2）多变量控制系统，减少叶片振动和载荷； （3）两段式叶片，与现有 2MW 风电机组采用相同的运输工具，对道路要求也相同； （4）混合式塔筒（混凝土 + 金属结构），减少投资； （5）内置吊车，便于安装和拆卸部件； 2.4 Vestas V164-8.0MW型风电机组 2014年世界上最大的风力发电机Vestas V164-8.0MW投入试运行，每小时可产出8百万瓦的电能，能满足7500个欧洲家庭的电力需求[3]。由Vestas和三菱重工联合研制生产，是他们的旗舰产品，进军欧洲风电市场。Vestas V164-8.0MW风电机组全高220米，风叶长度为80米，风轮直径164米，扫掠面积21000平米。启动风速4米/秒，在11米/秒时，电力输出即可达到最大8百万瓦，转速在4.8 - 12.1rpm之间。到目前为止欧洲共有2000多个风力发电机组，为欧洲提供0.7%的的电力，预计到2020年，欧洲的海上风电机组的装机容量将达40 GW，到2030年，这一数字更将达到150 GW，将为欧洲解决14%的电力问题。 2.5 Clipper Liberty 7.5 MW MBE风电机组 美国 Clipper Liberty 系列风电机组的最大特点就是采用了分布式多发电机传动装置以及双螺旋分布式设计的齿轮箱（两级变速），与常用的三级行星齿轮箱设计相比，减轻了驱动轴的运转压