产品名称:风电工业体系及变频器商场研讨陈述
时间: 2023-04-12 12:03:07 | 作者: 半岛体育
产品介绍:
我国风能总储量为43亿千瓦,现风电累计装机居世界第四。风电设备中中心部件——高压变频器未来四年商场需求坚持40%以上的增速,保存估量未来十年变频器商场容量超越500 亿。我国高压变频器商场潜力巨大,我国高压变频器运用比率不到30%,发达国家已达70%,设备变频器后均匀节电30%,低碳经济环境下,高压变频器加速运用。2008年我国高压变频器商场出售额达34亿元,预期未来四年坚持40%以上的增速。假如仅对30%的现存电机和新增电机进行调速节能改造,将有约0.7亿KW,7万台的商场容量,未来十年的商场容量超越7万台,产量超越500亿。
全球风电工业体系首要由上游的风电设备零部件制作、中游的风电整机制作和下流的风电场建造与办理组成。
构成风力发电机组的首要零部件包含叶片,齿轮箱,发电机,导航体系,电控体系。
因为全球装机容量的不断扩展,风电零部件的需求不断添加,再加上现有产能的缺乏,两大要素导致近两年世界商场优势机全体上求过于供。产能方面的约束首要在于大型齿轮箱和主轴这两个零部件的出产才干缺乏,成为了风电打开的首要瓶颈之一。现在这一瓶颈正在渐渐得到改进,估量2010年风电主轴轴承的短少问题可以得到根本解决。
风电整机制作职业是风电工业体系中最重要的一个子职业,其技能的行进与打开直接决议着风电工业的打开程度。现在,世界上首要的风电整机制作商有丹麦的Vestas,西班牙的Games ,美国GE Wind Energy等。
到到2008年12月底,全球海优势电场累计装机容量抵达148.52万千瓦,略高于全球风电总装机容量的1%,其间99%来自于欧洲。2008年新增海优势电装机容量为350MW,添加率为30%。现在,世界上现已有10个国家具有海上装机,包含丹麦、英国、瑞典、德国、爱尔兰、荷兰、我国、日本和比利时等。其间,英国在2008年新增装机容量抵达19.44万千瓦、累计装机容量抵达59.84万千瓦,现已超越丹麦的累计装机容量41.57万千瓦,成为海优势电装机容量最大的国家。
在风力发电的迅猛打开中,海优势电场比陆优势电场更具有打开的潜力和优势。海优势能比照陆地上的风能,在风速、风况和发电的年运用小时数上都有显着的优势。与陆优势电场比较,海优势电场因为所在的地理方位的优势,而带来的本钱下降和单机输出功率的添加将进一步表现出来。因而,海优势力发电已成为未来风能运用的必然趋势。
由风电装机容量的改动咱们可以看出风电工业的重心正在从欧洲移向亚洲和北美洲。欧洲占全球风电总装机容量的比例从2006年的65.5%下降到2007年的61%,到2008年,该比例现已下降到54.6%。
仅在4年前,欧洲还操纵着世界风电商场,占有当年新增装机容量的70.7%。而在2008年,欧洲简直失掉了其抢先的方位,该数据仅为32.8%,与此一起,北美洲抵达了32.6%,亚洲抵达了31.5%,新增装机容量简直与欧洲等量齐观。可是无论如何,欧洲的风电打开依然坚持着抢先的方位,北美洲和亚洲在风电商场比例上正处于敏捷添加的阶段。
拉丁美洲和非洲在全球累计总装机容量方面各占有0.6%和0.5%,而在2008年新增装机容量方面则各占有0.4%和0.3%。
尽管整个非洲有着十分巨大的风电打开潜力,并且在非洲的北部和南部有着世界上资源最好的风电场场址,可是风电在非洲仅仅扮演着边缘化的人物,其总装机容量仅有563MW。
在非洲北部的一些国家,例如摩洛哥、埃及和突尼斯,可以看到几个首要的风电场。从一些现已处于打开阶段的项目来看,2009年和2010年,非洲的风电机拼装机容量预期会有许多的添加。可是,到现在,风电运用在非洲国家依然处于十分前期的开发阶段,因而世界相关捐献安排应当把注意力会集在商场培育方面,因为只要商场的打开才干促进工业的呈现。
在亚撒哈拉非洲区域,南非榜首个风电场由一个独立的电力公司建成并投入运转,标志着风电工业在非洲完结了一个新的打破。南非政府预备引入电价补偿机制,这将促进构成一个真实的商场。使得独立的运营者可以去出资并在国家遇到动力危机时起到要害的效果。
在中期阶段,小型、散布式和独立运转的风电体系结合其它的可再生动力技能,将是非洲大部分无电网服务区域完结乡村电气化的要害要素,这个进程现在只能在十分少量的当地开端进行,其首要约束要素是短少常识和资金来源。
我国和印度在亚洲归于两个抢先的风电运用大国,两国的风电总装机容量抵达24439MW,成为世界规划内推进风电工业打开的首要驱动力。我国的风电机拼装机容量再一次比上年度添加了一倍,并且我国的内资风电机组制作商也初次出口了他们的产品。可以预见,在不远的将来,我国和印度的风电机组制作商将位列世界的风电机组供货商之中。
2008年,印度的风电商场闪现出了微弱且安稳的添加趋势,其风电工业在世界风电商场上也发挥着重要的效果。
此外,像韩国现已开端出资大型的风电项目,并且越来越多的公司正在研制风电机组并已设备榜首台样机。在商场打开的一起,韩国也在不断地呈现新的风电机组制作商。2009年6月在韩国济州岛举行的第七届世界风能大会将很好的推进这个区域风能的打开。2008年,巴基斯坦也建成了本国榜首个风电场,并且巴基斯坦政府的方针是在不远的将来能建造跟多的风电场。
该区域的装机容量呈现出了鼓舞人心的添加趋势,到2008年末,其风电机组总装机容量抵达了1819MW,这首要归功于澳大利亚。澳大利亚政府许诺在减缓气候改动和扩展可再生动力运用方面加大尽力,可以等待下一年度澳大利亚的风电商场将会呈现出更微弱的添加势头。可是,新西兰在政府更迭之后,或许推延其打开可再生动力的进程。
欧洲失掉了当年在新增装机容量上榜首的方位,可是依然坚持其在累计总装机容量方面的抢先方位。德国和西班牙坚持着在商场上的抢先方位,两国的商场都呈现出稳步的添加。欧洲最有生机的商场是爱尔兰和波兰,波兰归于东欧国家中榜首个实质性打开风能运用的国家。整体来说,欧洲风电工业呈现出阻滞情况,新增装机容量添加很低,仅仅从8607MW添加到8928MW。
德国预期将会成为最大的风电商场,尤其在出台可再生动力法的修正案后,其会在2009年闪现出更大的商场添加。此外,英国现已传出了一个振奋人心的音讯,英国政府宣告对以可再生动力项目为根底的社区引入电价补偿机制。可是,5MW的风电机组却成了约束英国风电商场打开的首要妨碍,使得其依然需求以一个中等的速度进行打开。此外,欧盟成员国中假如不在持续采纳额外的鼓舞办法,例如改进相关的补偿机制,欧盟或许无法完结其在2020年的可再生动力打开方针。
2008年,许多拉丁美洲国家的风电商场依然处于不景气的情况,这个区域的累计总装机容量只占全球总装机容量的0.6%。2008年,只要巴西和乌拉圭建造了首要的风电场。这种缓慢的风电开发关于该区域的经济和社会远景是特别晦气的,毕竟在许多国家,当地的居民正在遭受因为短少电源以及无法享用现代的动力服务而带来的苦楚。可是,在某些国家例如巴西、智利、哥斯达黎加和墨西哥,许多风电项目正在建造,这给2009年该区域装机容量的猜测带来了期望。
2008年风电工业在北美洲闪现出了十分微弱的添加势头,装机容量比2006年添加了一倍多,抵达27539MW。2008年,美国打破了两项世界记载,在新增装机容量和累计总装机容量方面都成为新的世界榜首。在美国,越来越多的州和区域正在为打开风电而创建优惠的法令结构,并期望能在设备制作方面招引更多的出资商。可以等待新的奥巴马中心政府将会从实质上改进美国的风电打开方针结构,尤其是针对那些实际上现已被扫除在出产税收抵免方案之外的出资者如:农人、较小的公司或以项目为根底的社区。可是,信贷紧缩或许在短期内导致项目打开的推迟。
加拿大政府有些犹豫不定。可是在加拿大各省中,魁北克省和安大略省标明要添加风电配备。2008年6月,世界风能大会在安大略省金斯顿举行,其大会主题是社区动力,安大略省政府许诺其将会加速可再生动力打开并主张提出相关的绿色动力法案,包含对风能在内的可再生动力施行电价补偿机制。魁北克省已签署了总容量为2000MW的项目合同并且该项目将于2011年之前投入运转。
依据对过去几年风电工业打开的阅历和添加率的总结,世界风能协会猜测在往后的几年里,风电工业将会持续坚持其较快的添加趋势。尽管当时的金融危机对风电职业发生了必定的影响致使很难猜测到其短期内的打开趋势,但从中长时刻的视点看,风电工业凭仗其低危险以及社会对清洁牢靠动力的需求,必定会招引越来越多的出资商涉入。与此一起,越来越多的国家看到了打开风电所能带来的多方效益,相关政府部门也出台了多项有益于风电工业打开的方针,包含鼓舞私营风电场主以及中小型风电公司跟多的参加风电项目,而这些将会成为未来风电可持续打开体系的首要推进力。
保存地猜测,2020年风能将会为全球供给至少12%的电力,这将意味着在2020年全球装机容量将会至少抵达1500000MW。据动力观测集团近来出书的一项研讨陈述发表,2025年全球装机容量有或许抵达7500000MW,所发电量将会抵达16400TWh。到那时,可再生动力范畴所发电量将会超越全球电力总需求的50%。因而,风能和太阳能作为新动力范畴的两大主力军,在2019年时将会占有新动力所发电量的50%商场比例。全球非可再生动力发电站所发电量将会在2018年抵达极点之后逐步削减。
2009年1月,世界可再生动力署理安排正式树立,其在加速打开可再生动力普及率等方面将会起到十分重要的效果:该安排经过为其76个成员国直接供给有用的技能,从而使多方面的权益抵达均衡,进一步影响到相关世界公约的拟定,例如联合国气候改动商洽。
国内的风电工业体系的构成同世界风电工业体系的构成是共同的,可分为风电设备零部件制作、风电整机制作和风电场的建造与办理。
叶片-技能瓶颈已消除。风机叶片作为风力发电机组的要害中心部件,也是最为贵重的部件,占机组出产本钱的20%-25%左右。现在我国现已可以自主批量出产1.5兆瓦的叶片,根本满意现有机组的需求,我国国内出产厂商首要有惠腾,中复连众,上海FRP研讨中心,世界上一些出名企业也落户我国,包含LM,vestas, gamesa等。
发电机-获利来源于微弱的需求。在技能上,电机制作技能首要有双馈式和直趋式两种。双馈式是经过多重齿轮箱,将每分钟转速不过20多转的叶片转速进步到每分钟1200转进行发电;直驱发电是选用永磁体发电机,叶片直接驱动发电机发电。现在,我国可以批量出产的首要是双馈式发电机组,可是因为直接驱动技能有许多优势,故受到了遍及注重。湘电股份引入日本技能,已于2007年11月3成功下线兆瓦直驱永磁同步风力发电机。
齿轮箱-双寡头独占格式正在打破。风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件,其首要功用是将风轮在风力效果下所发生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。一般风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,有必要经过齿轮箱齿轮副的增速效果来完结,故也将齿轮箱称之为增速箱。与其它工业齿轮箱比较,因为风电齿轮箱设备在距地上几十米乃至一百多米高的狭小机舱内,其本身的体积和分量对机舱、塔架、根底、机组风载、设备修理费用等都有重要影响,因而,削减外形尺寸和减轻分量显得尤为重要,技能的价值表现其间。
现在我国首要有3家公司制作风力发电齿轮箱:南京高齿,重庆齿轮有限公司,杭州行进齿轮箱集团,而前两家公司占有了绝大部分商场分额。2006年,南京高齿出产了500多套风电用齿轮箱,折组成装机容量超越了50万千瓦时,在国内风电齿轮箱范畴占有了40%以上的商场比例。重庆齿轮箱公司现在每月可以出产80台2800千瓦的风力发电齿轮箱,20台1.5兆瓦的风力发电齿轮箱,商场占有率约为30%。杭州行进齿轮箱集团公司现在也进入风电齿轮箱,有望打破双寡头独占格式。最新进入风力发电齿轮箱的企业还有大连重工和四川二重。
偏航体系-要害技能已部分国产化,仍没有脱节进口。偏航体系有两个功用:作业中运转和暂停情况时坚持机舱的方向;必要时打开电缆。偏航体系首要由偏航丈量及偏航驱动部分,机械传动部分,扭缆保护设备三大部分组成。现在我国没有可以独当一面制作偏航体系,变桨和偏航轴承可以由国内的洛轴、瓦轴和徐州罗特艾德公司供给,但还没有经过长时刻运转检测。
电控体系-国内最单薄的环节。现在电控体系彻底依靠于进口,国内只要少量企业从事研讨作业,包含许继电器,南京自动化研讨中心,合肥SUNLIGHT。
轴承-国内风电轴承短少老练技能。许多轴承厂家在1兆瓦级风机以上的技能上多处于实验阶段,难以构成产能规划。尽管洛轴现已具有1.5兆瓦级配套轴承的制作技能并可抵达量产,但公司也供认这相对世界先进技能依然落后,并屡次提出要赶紧进步风机轴承的研制水平。
传动体系轴承(包含主轴轴承、增速器轴承和发电机轴承等)已进入小批量试制和试用阶段,估量两三年内可以国产化。
在所有风机配套轴承中,尤其要引起咱们高度注重的是增速器轴承。风机增速器是大传动比的齿轮箱。因为接受的扭矩和转速动摇规划大,传动负载易骤变,箱体分量与设备空间有约束,设备途径存在柔性变形等,因而与传统的重载工业齿轮箱的运用环境相去甚远。因而,对风机增速器及其配套轴承的牢靠性研讨,已成为当时风能界的难点和要点。咱们应亲近注重和跟进一些前沿技能。
我国打开风电机组研制前史较长,近年来才走上了工业化打开路途。早在20世纪80时代,我国就经过国家科研课题连续支撑研制过并网型风电机组,单机容量18~200千瓦,但绝大部分没有完结工业化、规划化出产。“九五”和“十五”期间,政府安排施行“乘风方案”、国家科技攻关方案,以及国债项目和风电特许权项目,支撑树立了榜首批6 家风电整机企业进行风电技能引入和消化吸收,其间部分企业把握了600千瓦和750 千瓦单机容量定桨距风电机组的总装技能和要害部件规划制作技能,开端把握了定桨距机组整体规划技能,完结了规划化出产,迈出了工业化打开的榜首步。2004 年以来,跟着国家连续拟定出台了促进风电等可再生动力打开的相关法规和扶持方针,许多新的国内外企业大举投入我国风电制作业,且大多瞄准了风电整机制作,经过引入出产许可证、树立合资企业、打开自主研制或联合研制等手法,研制兆瓦级以优势电机组产品。据不彻底计算,已清晰进入风电整机制作业的新企业有40多家;别的,还有一些公司正在打开进入风力发电机组制作业的前期预备作业,包含技能研制、商场调研和协作商洽作业。现在,这批企业中的部分企业已出产出样机投入试运转。整体来看,跟着大批实力雄厚的企业投入风电研制作业,显着加速了我国风电制作业的工业化打开进程。
风电整机制作业逐步构成了日益多元化的企业主体。我国构成了大型国有工业企业、股份制企业和民营企业、外资企业(含中外合资企业)三分全国的的风电设备制作业多元化主体。据不彻底计算,在首要的40 多家整机制作企业中,国有重工业企业有17 家,民营企业有12 家,外商独资和合资企业分别为4家和7家。国有或国有控股企业首要包含电力设备、航空航天和重工机械设备制作企业,已逐步成为我国风电设备制作的主力军。例如,在火电、核电、气电等发电设备出产方面具有雄厚实力的三大电力设备出产企业,即四川东方电气集团、上海电气和哈尔滨电站设备集团,以及大连重工(华锐风电)、我国船舶(重庆海装)、我国航天(南通航天安迅能)、哈尔滨哈飞工业公司等,这些大型企业运用本身工业根底和相关技能阅历及人才部队,经过联合规划或引入战略协作方从事打开风电机组的整机规划和制作;其他打开风电整机研制的国有企业现在大多从事与风电打开相关的零部件配套(首要是发电机),以自己所从事的中心零部件着手向下流延伸,打开整机的制作,首要代表企业包含湖南湘电、兰州电机、南车株洲机车等。国有企业引入或开发的风电机组技能和产品具有必定的工业化根底,工业化进程较快,例如华锐和东汽的风电机组产品出产投运规划已抵达数百台。鉴于风电设备制作业是技能和资金密集型工业,这批国有重工业企业具有深沉工业根底和资金实力优势,在出产配备建造、研制资金投入、技能部队培育、零部件供给链建造、产品售后服务等方面大多表现出长时刻归纳打开战略、较大的投入力度和危险接受力,现已开端闪现了显着推进工业化进程的杰出远景。民营企业有12家左右,包含金风等在风电设备打开较早、商场比例抢先的企业,也有一些在设备制作方面并没有许多阅历的企业。外资企业大多是具有长时刻风电机组开发阅历和老练机型产品的世界出名风电整机制作企业,如丹麦维斯塔斯(Vestas)、西班牙歌美飒(Gamesa)、美国通用公司(GE)等。
跟着国内风电整机制作业的逐步打开壮大,产品投运量和商场占有率也在快速添加,国内许多股份制和民营企业活跃加大产品开发力度或从国内外引入风电整机研制出产技能和人才,不过,除金风和运达等原有风电设备制作企业外,大部分企业的技能产品老练度和工业化进程不同较大。2003 年曾经,我国风电机组设备量添加比较平稳,并且首要是国外进口产品。2004 年以来,跟着大批风电整机制作企业的进入,一大批国内风电整机制作企业加速开发并向商场投进新式风电机组产品,数家外资风电整机制作企业也加速在我国添加出产投运量。2003 年,全国风电场当年新增装机容量为98 兆瓦;到2007年,在满意70%国产化率的前提下,当年全国风电场新增装机容量抵达3 287 兆瓦。现在,若干企业在规划化出产和工业化打开上已抢先于其他企业,例如金风公司的当年和累计商场比例均抵达25%,位居各企业的首位;华锐的当年新增装机商场比例也抵达20%,位居第二。外资企业歌美飒和维斯塔斯公司的当年新增商场比例分别为17% 和11%,位居第三和第四,累计商场比例则分别为第二和第三。可是,在这批抢先企业的死后,大批企业活跃研制风电机型,将连续投进大批新的风电机组产品,使得我国风电设备制作业格式日趋杂乱、竞赛日益剧烈(图3-1和图3-2)。在国内新增商场中,内资企业出产的风电机组产品所占的商场比例也不断上升,从2005年的29%,到2006年的41%,2007 年初次超越了50%。
内资企业日益注重增强自主技能才干,产品开发办法逐步从“技能引入”转向“联合规划”和“自主研制”。自20 世纪90 时代以来,我国风电整机制作企业曾首要经过与国外出名风电制作企业树立合资企业或向其购买出产许可证,直接引入世界风电商场干流的老练机型的规划图纸,学习设备技能和操控体系调试技能;在前期直接进口首要部件,然后逐步完结零部件国产化。这种办法的代表企业(产品)有:金风(600千瓦、750 千瓦)、运达(750 千瓦)、东方汽轮机(1.5 兆瓦)、华锐(1.5 兆瓦)、重庆海装(850千瓦)、上海电气(1.25 兆瓦)、哈电集团(1.5兆瓦半直驱)等。
例如,东方汽轮机厂和华锐电气分别在引入德国Repower 和弗兰德公司风电技能的根底上,进行了国产化作业,并针对我国风况、气候特色进行了习惯性开发,研制出习惯常温文较高/ 低温度环境的1.5 兆瓦变速恒频风力发电机组,现在均已完结批量化出产投运。经过必定时期的风电机组技能引入和工业化作业,国内风电整机制作企业对风电技能的杂乱和产品研制应战的知道日益深化,越来越多的企业构成了“在技能引入的根底上加速消化吸收进程、增强自主研制才干”的一致,活跃引入Bladed 等国外先进的风机辅佐核算规划东西,更多地选用了联合规划和自主研制开发新产品。现在采纳联合规划的国内代表企业(产品)有:新疆金风(1.2 兆瓦直驱、1.5 兆瓦直驱)、浙江运达(1.5兆瓦)、上海电气(2兆瓦)、重庆海装(2兆瓦)、北京华锐(3 兆瓦)等。如新疆金风与世界出名的直驱永磁风电技能开发公司德国Vensys 公司联合研制出“1.2 兆瓦直驱式永磁风力发电机组”,在此根底上,开宣布1.5兆瓦直驱式风电机组,并于2007 年开端批量投进商场。最近新疆金风公司还经过收买Vensys 公司大部分股权加强了技能研制才干。现在,新疆金风、华锐电气等企业正在活跃研制2~3 兆瓦乃至5 兆瓦的更大单机容量的系列化产品,包含海上专用风机。国有大型企业和民营企业与国内大学和研讨安排协作自主研制机型,现在也获得了必定展开,首要代表企业(产品)有:沈阳华创(1兆瓦、1.5 兆瓦)、哈电集团(1.2 兆瓦直驱、1.5兆瓦直驱)、国晶电气、南通锴炼等。如沈阳华创依托沈阳工业大学的技能研制根底,在1兆瓦机组研制的根底上开宣布具有自主常识产权的机组,现在出产的两台样机正在试运转。现在,这些企业都还没有可以批量化出产的产品。总的来说,一批国内企业经过“技能引入”逐步转向“联合规划”和“自主研制”,现在已根本构成兆瓦级先进风电机组整机批量制作才干,开宣布若干具有必定自主常识产权的机型,正在开发更大单机容量的系列化产品,有用增强了自主技能研制才干。
干流风电机组产品的技能功能和工业化水平有了显着进步,1.5 兆瓦左右单机容量的变桨变速风电机组成为近期商场干流机型。2003 年以来,我国大部分企业要点开宣布产兆瓦级变桨变速恒频风电机组,包含双馈式、永磁直驱式两大干流技能道路,还有部分企业引入了混合驱动技能型式。尽管现在600 千瓦、750 千瓦、850 千瓦单机容量的机型依然占有首要商场比例,累计约占总装机台数的70%,总装机容量也占的70% 左右,可是我国风电机组干流机型现已逐步转向兆瓦级以上大容量机组。到2007年年末,兆瓦级以上的已设备机组数量现已超越1 000 台,占累计比例的20%以上,总装机容量超越200万千瓦,累计比例挨近30%,绝大部分都是在最近2 年内设备的。
一些兆瓦级风电机组机型的工业化水平也得到显着进步。现在,自20世纪90 时代即持续打开风电机组研制作业或2004年以来经过直接引入国外老练机型技能或出产许可证进行规划化出产的数家企业,如新疆金风、华锐、东方汽轮机、浙江运达等,已完结大批量出产若干1.5兆瓦及以下单机容量的先进风电机组,成为当时新增国产风机商场的主力军。其他2004 年以来进入风电设备制作业的企业也加速产品研制和工业化作业。例如,重庆海装科技打开有限公司、沈阳华创风能有限责任公司、广东明阳风电技能有限公司、保定惠德风电工程有限公司、江苏新誉风力发电设备有限公司、浙江华仪风电有限公司、保定天神威电科技有限公司、广州英格风电设备制作有限公司等也首要在开发1~2兆瓦的风电机组,已试制出样机或已具有小批量出产才干。湖南湘电风能有限公司、上海万德风力发电股份有限公司、我国南车集团株洲电力机车研讨所、无锡宝南机器制作有限公司、国电联合动力技能有限公司、北京北重汽轮机有限责任公司、兰州电机等企业正在打开兆瓦级风电整机样机试制或规划作业,进一步加强工业化作业的执行。总的来看,1.5 兆瓦左右单机容量的机型作为大都企业的主打机型将在往后数年内成为我国风电商场主力机型;2~3 兆瓦单机容量的机型大多处于规划进程中,估量在2010年左右逐步完结样机试制和批量化出产;5兆瓦左右单机容量的机型现在仍处于前期作业阶段。
企业规划产能敏捷扩展,2010 年左右抵达800 万~1000 万千瓦,将有力支撑国内风电建造,商场竞赛日益闪现。现在,除了新疆金风、华锐风电、东方汽轮机、浙江运达等现已完结批量化出产的企业,上海电气、保定惠德、南车集团、重庆海装、南通锴炼等一批企业也现已或于近期构成兆瓦级风电机组批量出产才干。开端查询计算闪现,我国仅内资整机企业2010 年的规划年产能就现已超越800万千瓦;加上合资企业和外资企业,2010 年的总年产能将超越1 000万千瓦,乃至或许抵达1 500 万千瓦。风电整机产能的扩展有利于缓解近两年我国风电商场求过于供的局势,支撑我国大规划打开风电的需求。可是,国内风电整机制作企业的近中期规划产能远超越每年300万~500万千瓦的同期国内风电设备商场需求预期,并且机型产品同质性显着,商场竞赛正逐步闪现出日趋剧烈趋势,并使得一批企业开端寻求世界商场,如保定惠德、浙江华仪、沈阳华创、新疆金风、华锐风电等企业现已执行或方案近两年的风电整机产品出口事务。
2006年《可再生动力法》公布后,我国风电获得跨越式打开。截止2008年末,全国风电装机容量为894万千瓦,占全国总装机容量的1.1%。其间,内蒙古、辽宁、吉林、甘肃、江苏、新疆、黑龙江等(以下简称“七省(区)”)风电装机容量为705.5万千瓦,占全国风电总装机的78.9%。
据计算,七省(区)风电企业共有92家,其间,中心企业占总数的73%,装机容量占81%。
现在,七省(区)有65个风电场接入110及以下配电网,容量316.12万千瓦。
当时风电入网现已成为风电打开的首要瓶颈.2008年显得尤为杰出。在已运转的风电场中.因受用电负荷所限,有些开发商的风电场被约束电量上网。国家规定可再生动力要优先调度、优先上网,但电网公司实际上难以执行。曾经在风电装机容量规划不大的情况下。风电场散布在电网的周围,而近年来风电装机容量陡增。许多风电场的方位都在电网的末梢,难以及时接人、传输和销纳风电。调研中大都风电场还反映,风电场等效满负荷运用小时低于规划值。现阶段,大都风电机组仍处于质保期内,风电场的检修保护由风机制作厂家担任。风电场办理规程规范正在逐步树立,运转情况整体杰出。
电监会拟定了《电网企业全额收买可再生动力电量监管办法》,打开了全额收买可再生动力电量情况和可再生动力电价方针执行情况的专项查看。有关派出安排对13个风电场进行了并网安全性点评。
风力发电技能首要分为风能资源评价与猜测、风力发电配备制作技能、风电机组测验、近海风电技能、风电对公共电网的影响等几个方面。
在风电场选址,特别是微观选址方面现已开发了商业化软件,如丹麦RIS国家研讨实验室开发的用于风电场微观选址的资源剖析东西软件——WASP;美国TureWind Solutions公司开发的MesoMap和Sitewind风能资源评价体系等。
在风能资源评价和风电场运转方面,由加拿大气象局科学家研制的风能模仿软件WEST是一种风能归纳模仿体系,它可以较好地模仿低层大气风场散布,弥补了观测资料的缺乏,尤其是在山地等杂乱地势区域,在必定程度上削减了风能资源评价的不确定性。一起WEST软件还能猜测未来两、三天的风力情况,对风电场运转具有较好的指导效果。
在风电机组布局及电力输配电体系的规划上也开宣布了老练的软件。国外还对风力机和风电场的短期及长时刻发电猜测作了许多研讨,准确度可达90%以上。
跟着风电工业的不断打开,风电技能和风电体系也在不断地打开,以满意其本身技能、应对风速改动、本钱、环境以及安稳运转等各方面的要求。其首要趋势包含以下几个方面:
单机容量越大,单位千瓦的造价越低。正是依据经济效益的优势,单机容量逐步进步成为世界风电设备发起站的首要趋势之一。
20世纪末,风电机组干流规范在欧洲是750千瓦,美国是500千瓦。进入21世纪,干流机型现已抵达1500千瓦。比如丹麦的新建风场的单机容量都在1000千瓦,德国在北海建造的风场的单机功率在5000千瓦 。现在,世界上干流的风电机组已抵达2000-3000千瓦,并且世界首要风机制作商都提出要在2010年完结10000千瓦的方案,美国现现已研制成7000千瓦的风机。
风轮输出功率操控办法有失速调理和变桨距调理两种。失速调理是在转速不变的条件下,风速超越额外植后,叶片发生失速,将输出功率约束在必定规划内。失速操控的长处是叶片与轮毂之间没有活动部件,不需求杂乱的操控程序,在失速进程中功率动摇小;其缺陷是风力发电机组的功能的约束,发动风速较高,在风速超越额外值时发电功率有所下降,一起需求叶尖刹车设备,机组动态负荷较大。变桨距调理是沿桨叶的纵轴旋转叶片,操控风轮的能量吸收,坚持必定的输出功率,变桨距调理的长处是机组发动功能好,输出功率安稳,机组结构受力小,停机便利安全;缺陷是添加了变桨距设备,添加了毛病几率,操控程序比较杂乱。
因为变桨距功率调理办法具有载荷操控平稳、安全、高效等长处,近年来在风电机组特别是大型风电机组上得到广泛运用。大大都风电机组开发制作厂商,包含传统失速型风电机组制作厂商,都开发制作了变桨距风电机组。2008年我国首要的内资风电机组制作商出产的机组有90%选用的是变桨距调理办法。
这种调理办法可以在输出功率低于额外功率之前使功率抵达最高。但当输出功率大于额外功率,即风速大于额外风速后,其调理办法与变桨距办法相同。尽管恒频设备价格贵重,但跟着风电技能以及电力电子技能的行进,大多风电机组开发制作厂商开端运用变速恒频技能,并结合变桨距技能的运用,开宣布了变桨变速风电机组,并在商场上快速推行和运用。2004年和2005年,全球所设备的风电机组中,有92%的风电机组选用了变速恒频技能,最近两年该比例必定比这要高。
齿轮传动不只下降了风电转化功率和发生噪音,更是构成机械毛病的首要原因,并且为削减机械磨损需求光滑清洗等定时保护。选用无齿轮箱的直驱办法尽管进步了电机的规划本钱,但却有用的进步了体系的功率及运转牢靠性。在德国2004年所设备的风电机组中,就有40.9%选用了无齿轮箱体系。
近年来,欧洲ENERCON、WINWIND等公司都打开和运用了全功率变流的并网技能,使风轮和发电机的调速规划抵达0到150%的额外转速,进步了风能的运用规划,改进了向电网供电的电能质量。ENERCON公司还将本来对每个风电机组功率因数的涣散操控加以会集,由并网变电站来一致调控,完结了电网的有源功率要素校对和谐波补偿。全功率变流技能成为往后大型风电场建造的一种新模式。
垂直轴的首要长处是全风向、变速设备及发电机可以置于地上,但其首要缺陷是轴距过长、风能转化功率不高。现在干流风力机均选用水平轴规划,其长处是风能转化功率高,传动轴距短,对大型风电机组来说经济性更好。但其缺陷是需求依据风向不断调理机舱的方向,需求有对风设备。一起因为变速设备及发电机安置在塔架顶端,添加了塔架的出资和设备保护的难度。
现在从风轮到发电机的驱动办法首要有三种。一种是经过齿轮箱多级变速驱动双馈异步发电机,简称为双馈式,是现在商场上的干流产品。第二种是风轮直接驱动多极同步发电机,简称为直驱式。直驱式风力机具有节省出资,削减传动链丢失和停机时刻,以及保护费用低、牢靠性好等长处,在商场上正在占有越来越大的比例。但直驱发电机体积大,较粗笨。第三种是单级增速设备加多极发电机技能,简称为混合式。混合式选用单级变速设备以进步发电机转速,但速度低于规范发电机所需求的转速;一起配以类似于直驱发电机的多极电机。该规划介于纯变速设备驱动和直驱之间,旨在交融两者的长处而防止其缺陷。芬兰公司WINWIND已开宣布1.1M w ,直径56in 的混合型风电机组,3 M W 的机组也现已设备完结, 正在现场实验运转。估量201 0年将开宣布1 0M W 的风电机组。
从世界上的趋势看,直驱式风力机因为具有传动链能量丢失小、保护费用低、牢靠性好等长处,在商场上正在占有越来越大的比例。
德国、丹麦、荷兰、美国、希腊等国家在风电机组的规划和测验技能方面都做过许多研讨,拟定了世界规范,树立了认证体系,并都有自己的检测安排,其他国家的产品只要经过其检测才干进入。我国对风电机组的测验技能做过必定研讨,但不体系。
依据海上及陆地风电机组的不同叶尖速比规划。因为海上大型风电机组对噪音的要求较低,选用较高的叶尖速度可下降机舱的分量和本钱。国外除依据海上特色对海优势电机组进行特别规划和制作外,在海优势电场的建造方面也做了许多作业,包含对海优势电场的风能资源测验评价、风电场选址、根底规划及施工、风电机组设备等做了深化研讨,开宣布专门的海优势能资源测验设备及设备海优势电机组的海上设备途径。
一些欧洲国家, 如丹麦、德国和英国等,因为陆地上积的约束,风力发电正在从陆地走向海洋。此外,陆地风力发电技能, 现已根本老练,走向海洋正在成为往后风力发电技能首要打开方向之一。当然, 西班牙、美国、我国和印度等国土面积广阔的国家,现在依然首要是打开陆地风场。
海优势电场成为新的大型风机运用范畴。丹麦、德国、西班牙、瑞典等国都在方案开发大型的海优势电场项目。因为海优势速较陆上大且安稳,一般陆优势电场均匀设备运用小时数为2000 h,好的为2600 h,在海上则可达3000 h以上。为便于浮吊的施工,海优势电场一般建在水深为3~8 m处,同容量装机,海上比陆上本钱添加60% (海上根底占23%、线)风电对公共电网的影响
风力发电可以顺畅并人一个国家或区域电网的电量,首要取决于电力体系对供电动摇反响的才干。改动不定的风力给电网带来的问题,远比怀疑论者估量得低。许多触及到现代欧洲电网体系的评价标明,电网体系中风电容量占2 0%并不存在技能问题。可是,当大规划的风电并人电网往后,风电与电网之间的相互影响及相互效果规则仍是需求进一步研讨。
四、变频器商场总述变频器于20世纪60时代面世,80时代在首要工业化国家已广泛运用。我国的榜首台变频器是在1985年6月由“我国变频器之父”吴加林先生研制成功的,由此揭开了我国变频器工业的前奏,并进入了我国变频器打开路途上的榜首次顶峰。随后的几年间,呈现了许多变频器出产厂家,但因为价格与认知等方面的原因,初期出售拓宽不易,80时代中期我国年出售变频器仅数千万元,简直都是国外品牌。在此期间,一批出产、运营变频器产品的厂商把握住了扩大产品运用范畴、增强本身竞赛力的时机,在必定程度上推进和加速了变频器产品抵达终究用户的广度和速度。
90时代初期,国外变频器开端许多涌入我国商场,受国外产品的揉捏,到90时代中期,国内的变频器出产企业已萎缩至几十家。这段时期,我国变频器商场进入了引入技能和设备协作出产阶段,高技能含量产品依托进口满意。2000年进入了变频器的快速打开阶段,商场快速改动、竞赛加重特别是恶性竞赛将变频器商场带入了微利时期。尤其是高压变频器,远景诱人的商场使得竞赛企业增多,以价格争夺商场,产品过早进入价格战。这关于国内高压变频器的打开堆集是极为晦气的。
变频器在我国打开的短短20年间,阅历了认知阶段、拼装阶段和出产制作阶段,终究构成了现在春秋战国、狼烟四起的格式。现在我国已有进口、国产变频器厂家近200家,又有上千家从事署理出售和二次开发公司围绕着变频器出产,一些元件供货商,资料供货商、电抗器、滤波器、制动单元、制动电阻、能量回馈设备、电缆、断路器、接触器、继电器以及压力传感器、温度传感器、流量计、能量表等职业都在注重着变频器的打开。
(1)ARC:我国2002年沟通调速设备的商场容量为10亿美元,其间中、大功率产品的商场容量为2亿美元,并猜测将以每年15%-20%年添加率打开;2003年我国高功率沟通驱动设备(High Power AC Drive)商场抵达2.25亿美元,估量往后5年将每年添加11.1%,到2008年将超越3.8亿美元。
(2)Frost&Sullivan:最新商场陈述指出,我国变速驱动商场当时容量为12.2亿美元,确立了其全球要害区域商场之一的方位。估量我国变速驱动商场将会以6.3%的归纳年均营收添加率添加,并于2010年市值抵达18.7亿美元。
因为直流驱动商场的萎缩以及受技能行进的支撑,沟通驱动产品获得了安稳的收益。估量该部分收入将从2003年的5.296亿美元上升到2010年的7.113亿美元,并有望进一步稳固其作为变速驱动商场最大营收产品的方位。
和其他区域不同,我国商场的机械式驱动技能有望持续发挥重要的效果。价格要素是商场对机械式变速驱动解决方案需求旺盛的根底。水压驱动产品未来的营收比例也有望添加。
受商场强壮归纳潜力的唆使,一些新厂商会进入商场,而将导致本来由200多个供货商占有的商场将会高度分解。现在3个层面公司的商场竞赛十分显着。榜首层面是驱动解决方案胜过产品出售的欧美制作商;第二层次是产品出售胜过解决方案的日本公司。这两个层面的公司都以高质量的服务和技能支撑出名。出产低端驱动产品的本乡公司构成第三竞赛层面,正试图经过开发更先进的驱动产品与世界公司竞赛。竞赛中的首要问题是价格要素、服务质量、技能专长、产品质量、出售途径和对客户的训练,因为新的竞赛对手进入这一商场,竞赛压力有望进一步加大。
高压变频器的商场会集度较高,具有很高的技能门槛,世界的干流厂商比较少,现在仅有5-7 家,如德国西门子公司、美国罗宾康公司(2004 年被西门子公司收买)、罗克韦尔公司、瑞士ABB 公司和日本东芝三菱公司等。国内也只要5-8 家厂商具有从研制、规划到出产、服务一条龙的归纳实力,并且把握高压变频器的中心技能,如利德华福(外资)、合康亿盛、东方日立(合资)、九洲电气、智光电气等。如荣信股份承接了国家动力局严重配备国产化项目10KV特大功率变频项目,顺畅参加中石油西气东输管线MVA变频器研制的项目,一起参加中海油LNG56MVA特大功率变频器项意图研制。荣信股份风电变流器研制现在现已过金风科技1.5MV风电变流器实验途径检测,行将进入挂网调试阶段, 机车变频主传动体系进入样机试制阶段,国家科技支撑方案课题“中高压、百MVA级链式及多电平变流器与停止补偿器研制”行将在南方电网施行。
国内变频范畴的一位专家标明:“十大要点节能工程中的电机体系节能项目每年都会有相应的硬性目标,这必将影响高压变频器的需求,尽管短期内呈现了阑珊,久远来看,商场打开的方向不会改动。“变频器首要运用在直驱风机或双馈型的励磁端。因为国内产品仍在研制之中,因而现在该商场上首要为国外进口产品。国家科技部现已建立了‘风电专项支撑项目方案’,在建立的30个风电科研项目中,有6个项目与变频器有关,正酝酿着重要打破。”该专以为,“高铁范畴的变频器产品首要为1-3.3kV,准确操控要求也十分高,因而现在也首要依靠进口产品。”
据重庆本地的查询公司的查询闪现,我国变频器的商场总容量为1200~1800亿元,其间,高压变频器约占40%。近几年来我国变频器出售量逐年高速添加,现在变频器在建材、冶金、石化、电厂和城市供水等职业都有杰出的运用,占比分别为12.1%、11.55%、8.1%、7.1%和6.5%。2003年我国变频器商场额就现已达45.15亿元,其我国外品牌占75%,国产品牌占25%,2005—2008年仍将连续这一局势。
依据用户反映,尽管国内利德华福等品牌效应在逐步构成,但与国外的西门子、ABB等出名品牌比较,还存在较大距离。经对运用变频器的专业技能人员和办理人员的访谈得知,现在我国高压变频器的主导品牌是西门子、ABB和三菱,我国低压变频器则是西门子、ABB等品牌主导商场。
此次查询发现,在产品价格、品牌、功能、售后服务、交货期等对用户选购变频器产品的影响要素中,产品功能目标排在价格、售后服务之首,成为首选要素。因而进步产品功能,尤其是进步产品的节能成效成为各出产企业的重要作业。
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