明阳风电吴涛：大功率风电机组在陆上应用的趋势
能见APP讯：10月19日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。广东明阳风电产业集团有限公司MySE产品线经理吴涛在主论坛上发言，他表示未来的趋势来看，十三五规划中，风电的装机目标还是很大，这么大的市场中，政策的引导是向中东部、南部低风速区域作为重点的发展区域，分布式风电的发展也会成为未来的大的趋势。
以下为发言全文：
我是明阳风电的，今天下午我给大家交流的题目是陆上大功率风电机组发展的趋势，现在PPT 科技引领能源未来，主要是明阳风电的信念，我们坚信风电产业的发展是科技驱动产品的发展和能源的未来，今天主要介绍的题目是大功率风电机组陆上应用的趋势。
三个部分：第一陆上风电市场的需求分析、第二陆上风电机组应用介绍，需求到大功率机组的优势、第三是风电机组发展趋势的分析。
第一部分，根据中国可再生能源学会风能专业委员会最新的统计数据，2015年整个装机风电机组平均功率达到1.84兆瓦，机组容量从过去的1.5逐步在增大，2015年2兆瓦装机容量占新增装机的50%多。
未来的趋势来看，十三五规划中，风电的装机目标还是很大，这么大的市场中，政策的引导是向中东部、南部低风速区域作为重点的发展区域，分布式风电的发展也会成为未来的大的趋势。
基于过去的装机和未来的趋势可以看到，未来整个风电市场发展的前景是非常广阔的，现在已经呈现出单机容量逐步的增大，以及需求和实际发展趋势。2005年获得的数据，重点发展低风速区域和高海拔的区域，这些区域的特点平均风速低、地形复杂，实际发展1.5兆瓦发展到93以上最大是97，2兆瓦是1212，这可能是全球最大单位千瓦扫风面积达到5.73，叶轮直径越来越大。
随着地形的复杂，低风速现在做95米甚至120米也在做，叶轮直径越来越大，对高海拔低风速的风区，装机规模的扩大，致使叶轮增大，最终推动了大容量机组的出现，另一方面各个厂家的驱动，必须做大容量的机组，降低千瓦造价的成本。
欧洲陆上风电机组的发展，前段时间德国风能展，卢卡斯、西门子等等，陆上机组平台都在3兆瓦级以上，而且大叶轮直径，轮骨中心高度很高，还有140多米的叶轮直径。整个趋势随着技术的成熟，大容量机组已经到了成熟的阶段会逐步的过渡，基于前面的分析主要从三个方面分析，从行业政策，对于节能减排的要求，电网建设的完善，低风速区域大力支持的开发，分布式能源的推广和现在对风电电价的下调，都会促使大功率机组在陆上成为发展的趋势，客户端的角度，五大发电集团和一些民营发电企业，一方面资源越来越少，大家追求大容量化，相同的一个区域因为资源的紧张、机会的减少，要实现装机容量扩大，实现装机的扩大，必须倾向于大容量的机组提升规模效应。
电价的降低对于投资收益，需要大叶轮的机组，征地环评因素的制约，和对过去旧风电场的改造，低风速风场的开发和运维成本的降低，从客户的角度也需要大功率的机组。
对于风电厂商来说，最直接的希望通过技术的发展来推动大功率机组可以降低单位千瓦造价，这对于风机厂商直接的驱动，还有市场竞争的驱动，分布式能源的推广，分布式的发展也是很大的市场，还有一些其他的因素。综合以上，陆上大功率机组是个趋势。
大功率的优势，减少征地提升容量，上面的图片是5万千瓦风电场2兆瓦装机的布局图，下面是3兆瓦，对比图片很容易看到占的道路就比较少，这样可以提升容量，如果机会不受限制，即可以装2兆瓦、也可以装3兆瓦，有限的资源中选用大容量的机组，因为资源很紧缺，环评各方面的手续很复杂，促使大容量机组，这样可以把风电场容量做起来，实现规模效应。
会降低道路及线路的成本，如图，橙色采用2兆瓦的方案，布局延伸的区域，整个道路相对3兆瓦道路会增加将近十公里，对于山地风场来说，复杂的道路运输和叶片的运输，成本会是增加很多，所以趋势也会应用大容量机组。
第三提升风电场的收益率，我们做了测算年平均5.6米左右的风电场，对于2兆瓦和3兆瓦相同对比，3兆瓦单位节省投资300元/kw左右。
大力发展分布式能源，就近消纳，这需要在相对小的区域、小的机会，仅有的条件下发展大容量的机组。
对于旧的风电场的改造也会有新的需求，过去在达坂城工厂和广东南澳的工厂，装机容量都不大，当时装的风机有200千瓦、300千瓦，这些风电机组有一些是有故障的，需要去更换它，我们就可以采用大容量的机组翻新改造。前期风资源非常的好，可能不进行微观的选址，有一些风电场也可以找到一些合适的机会去装一些大容量的机组，提升风电场的容量，这也是未来的需求，大容量机组在陆上的优势做了介绍。
发展趋势的分析，技术的发展会推动风电机组的发展，我们认为随着技术的发展会推动功率不断增大，首先是风资源评估越来越精细化，促使整机厂商对风力机组受力特性有更深入的了解，多体动力学技术在风电机组的应用，把风电机组不仅仅是关键的大部件，包括里面齿轮箱的齿轮、轴承的滚珠都做了建模分析，大大对部件可靠性研究有了更加深入的层次，这些以前是在汽车和航天行业用的比较多，基于当时风电是小众的行业，现在随着新能源发展，风电是属于大众的行业，各个计算软件在风电领域投入了研究，技术的发展推动了可靠性。
风电机组继续的发展，叶轮直径越来越大，轮骨中心越来越高，主要是取决于控制技术的发展，可以有效的对机组降载和极限风速有更加好的解决方案，基于模型控制技术的发展，也是控制方面的一个领域，简单举个例子，现在用的风速仪，如果不是超声波是用机械式的，是做个模型风力的旋转的模型，我把风机看成一个风杯，把整个风电机组建成一个模型类似于风速仪，整个风电机组基于这个大的模型，这样的优势相对于以前一点的风速，现在感知整个风轮扫风面积整个的风速，对于载荷也可以做到一定的降低。
长叶片的技术可靠性进一步的提升，叶片轻量化技术的成熟，分段叶片和分段卡桶，解决了山地运输的瓶颈，使大兆瓦在山地可以很好的运用，技术的发展首先可以支撑大容量机组的发展。基础不会一直提升容量，最终是最佳的经济点，我们做经济的敏感性的分析，3.1兆瓦或者是3.2兆瓦，总体上是大的趋势，对第四类风资源区域和低风速风资源区域，这两个区域平均风速低，从国内发展地形比较的复杂，运输条件也比较差，需要体积小、吊装方便的风电机组，容量是2兆瓦到3兆瓦。
三北地区由于弃风限电的原因，三北地区发展节奏比较慢，未来伴随着特高压的建设，输电设施的完善，将来还会有大的发展机会，但是那个时候不会像前些年大规模的装机，因为资源是紧缺的，可能是需要大容量的机组更好的利用风资源，提升装机规模提升容量和效益，我认为是4到5兆瓦间的局势。
技术路线，现在风电机组技术路线主要是两个，一个是增速齿轮箱传动的另外是持续的，是有高速的齿轮箱运行的过程中发现齿轮箱的故障，尤其是高速故障会比较多，后面是持续供电机组去掉了齿轮箱，伴随功率越来越大，对于直驱发电机的直径体积越来越大，也要保证发电机的优势，直径大对结构的加工制造精度等等方面的要求会提高成本，我们认为未来可能最佳的技术是半持续机组，采用中速齿轮箱和中速永磁发电机。
不断降价的预期下要实现经济效益，我们认为要使用大兆瓦机组，高效率、小体积、低重量，基于这样的背景明阳风电推出了MySE机组，我们有三个产品线，112、3.0121、低风速机组3.0135，我们今天会发布140多米三兆瓦的风电机组，单位千瓦扫风面积达到五点五几。
整个机组的结构特点，低速齿轮传动+全功率变流器，关键的部件是业内最成熟的供应商，现在齿轮箱发电机都有自己的研发和试制能力，我们要对产品和部件有深入的理解，保有研发供应和测试能力，整机效率是95%这是效率比较高，叶片的效率优势，明阳风电是自己生产叶片的，整个叶片设计的时候跟主机有一个快速的迭代过程，会根据主机的需要做叶片的调整，根据叶片调整做主机的优化，这方面会有更高的效率。
中速永磁发电机，最高的效率可以达到98.3%左右，发电机效率会更高，齿轮箱是两级行星的齿轮箱，去年了传统齿轮箱的高速端，齿轮箱是采用油润滑，住轴轴承是油润滑，整个系统通过高精度的过滤器包括油液的清洁。整机的效率，中速齿轮箱和中速永磁发电机，可以保证在全工作段内有很好的追踪最佳的CP达到高发电量。
机组布局结构的特点，布局非常的巧妙，这款机组没有传统的机舱罩整个是铸件，载荷传递的路线比较短，都是通过铸件的外壳传导到塔桶，确保了可靠性，整机重量很轻，尺寸很小，现在是全球3兆瓦最轻的风电机组，机舱重量78吨，比2兆瓦机组还轻，基础钢筋混凝土用量的减少，降低风电场的投资。
系统集成，采用中速旋转速度比较慢，传动的轴承比较少，齿轮箱发电机重新的连接，省去了传统的连轴性，提升了机组可靠性，整机密封的性能，所有是铸件的结构密封性很高，对于陆上风沙的运行具有高可靠性，对于高海拔和海上，我们通过加上空冷交换器实现内外部空气的交换。
车间发出的照片，整机非常小，整个3兆瓦的机组长度远远超过这个长度，因为体积小对于更复杂的山地环境、包括收费站的条件都可以适应，实现更多的可靠。
吊装，跟传统的2兆瓦首先是机舱下来是叶轮，风轮采用是轮箍起吊，我们对大的机组，再用吊带作为起吊，可能会对叶片有一些隐性的损伤。
河南的现场，在投资没有增加的情况下，运输也可以实现、山区道路也可以运输，即保证了风电场的容量，也适当的降低了一些投资，我们认为这是新的模式。
最重要的是生产的过程，我们是借鉴机车行业TS16949的体系，大部件有自己的生产研发和制造，对于整个机组，我们认为风电机组也可以做的跟汽车一样，非常稳定，但是是基于科学的体系，现在引入了很多汽车行业的人，引入汽车的管理体系实现风电机组可靠性。
整个产品制造过程中，如图，整机的全功率测试平台，关键的部件也自己测试、自己生产，保证我们有这样的理解能力，左边是齿轮箱的测试平台，发电机的测试平台，齿轮箱和发电机我们都自己生产。
谢谢大家！
主持人：感谢吴总的介绍，大功率塔架的机组也是未来发展的趋势，上月去汉堡展会有两个印象，第一2002年去荷兰海基工厂，当时装的是550千瓦的机组，这次去了以后它折算成了3兆瓦的平台，展会上GE和西门子都推出了3兆瓦系列的产品。西门子推出3.15、3.3、3.6。3.15是120米直径，过几年我们国家3兆瓦也是我们的重点产品，主要根据安装条件，吊装能力和道路等等条件来确定，总体上是围绕着度电成本能够更低发展。
