大连华锐3500吨浮吊项目竣工时间?

        我国风能总储量为43亿千瓦,现风电累计装机居世界第四。风电设备中核心部件——高压变频器未来四年市场需求保持40%以上的增速,保守估计未来十年变频器市场容量超过500 亿。中国高压变频器市场潜力巨大,我国高压变频器应用比率不到30%,发达国家已达70%,安装变频器后平均节电30%,低碳经济环境下,高压变频器加速应用。2008年中国高压变频器市场销售额达34亿元,预期未来四年保持40%以上的增速。如果仅对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,7万台的市场容量,未来十年的市场容量超过7万台,产值超过500亿。

由于全球装机容量的不断扩大,风电零部件的需求不断增长,再加上现有产能的不足,两大因素导致近两年国际市场上风机整体上供不应求。产能方面的制约主要在于大型齿轮箱和主轴这两个零部件的生产能力不足,成为了风电发展的主要瓶颈之一。现在这一瓶颈正在慢慢得到改善,预计2010年风电主轴轴承的短缺问题能够得到基本解决。
        风电整机制造行业是风电产业体系中最重要的一个子行业,其技术的进步与发展直接决定着风电产业的发展程度。目前,世界上主要的风电整机制造商有丹麦的Vestas,西班牙的Games ,美国GE Wind Energy等。
截至到2008年12月底,全球海上风电场累计装机容量达到万千瓦,略高于全球风电总装机容量的1%,其中99%来自于欧洲。2008年新增海上风电装机容量为350MW,增长率为30%。目前,世界上已经有10个国家具有海上装机,包括丹麦、英国、瑞典、德国、爱尔兰、荷兰、中国、日本和比利时等。其中,英国在2008年新增装机容量达到万千瓦、累计装机容量达到万千瓦,已经超过丹麦的累计装机容量万千瓦,成为海上风电装机容量最大的国家。
在风力发电的迅猛发展中,海上风电场比陆上风电场更具有发展的潜力和优势。海上风能对比陆地上的风能,在风速、风况和发电的年利用小时数上都有明显的优势。与陆上风电场相比,海上风电场由于所处的地理位置的优势,而带来的成本下降和单机输出功率的增长将进一步体现出来。因此,海上风力发电已成为未来风能利用的必然趋势。
由风电装机容量的变化我们可以看出风电产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份额从2006年的65.5%下降到2007年的61%,到2008年,该份额已经下降到54.6%。
仅在4年前,欧洲还主宰着世界风电市场,占据当年新增装机容量的70.7%。而在2008年,欧洲几乎失去了其领先的地位,该数据仅为32.8%,与此同时,北美洲达到了32.6%,亚洲达到了31.5%,新增装机容量几乎与欧洲平起平坐。但是无论如何,欧洲的风电发展依然保持着领先的地位,北美洲和亚洲在风电市场份额上正处于迅速增长的阶段。
        尽管整个非洲有着非常巨大的风电发展潜力,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,但是风电在非洲只是扮演着边缘化的角色,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,可以看到几个主要的风电场。从一些已经处于发展阶段的项目来看,2009年和2010年,非洲的风电机组装机容量预期会有大量的增加。然而,截至目前,风电利用在非洲国家依然处于非常早期的开发阶段,因此国际相关捐赠组织应当把注意力集中在市场培育方面,因为只有市场的发展才能促使产业的出现。
        在亚撒哈拉非洲地区,南非第一个风电场由一个独立的电力公司建成并投入运行,标志着风电产业在非洲实现了一个新的突破。南非政府准备引入电价补偿机制,这将促使形成一个真正的市场。使得独立的运营者可以去投资并在国家遇到能源危机时起到关键的作用。
        在中期阶段,小型、分布式和独立运行的风电系统结合其它的可再生能源技术,将是非洲大部分无电网服务区域实现农村电气化的关键因素,这个过程目前只能在非常少数的地方开始进行,其主要限制因素是缺少知识和资金来源。
中国和印度在亚洲属于两个领先的风电利用大国,两国的风电总装机容量达到24439MW,成为世界范围内推动风电产业发展的主要驱动力。中国的风电机组装机容量再一次比上年度增长了一倍,并且中国的内资风电机组制造商也首次出口了他们的产品。可以预见,在不远的将来,中国和印度的风电机组制造商将位列国际的风电机组供应商之中。
此外,像韩国已经开始投资大型的风电项目,而且越来越多的公司正在研发风电机组并已安装第一台样机。在市场发展的同时,韩国也在不断地涌现新的风电机组制造商。2009年6月在韩国济州岛召开的第七届世界风能大会将很好的推动这个地区风能的发展。2008年,巴基斯坦也建成了本国第一个风电场,而且巴基斯坦政府的目标是在不远的将来能建设跟多的风电场。
该地区的装机容量呈现出了鼓舞人心的增长趋势,截至2008年底,其风电机组总装机容量达到了1819MW,这主要归功于澳大利亚。澳大利亚政府承诺在减缓气候变化和扩大可再生能源利用方面加大努力,可以期待下一年度澳大利亚的风电市场将会呈现出更强劲的增长势头。然而,新西兰在政府更迭之后,可能推迟其发展可再生能源的进程。
欧洲失去了当年在新增装机容量上第一的位置,但是仍然保持其在累计总装机容量方面的领先地位。德国和西班牙保持着在市场上的领先地位,两国的市场都呈现出稳步的增长。欧洲最有活力的市场是爱尔兰和波兰,波兰属于东欧国家中第一个实质性开展风能利用的国家。总体来说,欧洲风电产业呈现出停滞状态,新增装机容量增长很低,仅仅从8607MW增长到8928MW。
德国预期将会成为最大的风电市场,尤其在出台可再生能源法的修正案后,其会在2009年显示出更大的市场增长。此外,英国已经传出了一个振奋人心的消息,英国政府宣布对以可再生能源项目为基础的社区引入电价补偿机制。但是,5MW的风电机组却成了制约英国风电市场发展的主要障碍,使得其仍然需要以一个中等的速度进行发展。此外,欧盟成员国中如果不在继续采取额外的激励措施,例如改进相关的补偿机制,欧盟可能无法实现其在2020年的可再生能源发展目标。
2008年,许多拉丁美洲国家的风电市场依然处于不景气的状态,这个地区的累计总装机容量只占全球总装机容量的0.6%。2008年,只有巴西和乌拉圭建设了主要的风电场。这种缓慢的风电开发对于该地区的经济和社会前景是特别不利的,毕竟在许多国家,当地的居民正在遭受因为缺少电源以及无法享受现代的能源服务而带来的痛苦。然而,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设,这给2009年该地区装机容量的预测带来了希望。
2008年风电产业在北美洲显示出了非常强劲的增长势头,装机容量比2006年增长了一倍多,达到27539MW。2008年,美国打破了两项世界记录,在新增装机容量和累计总装机容量方面都成为新的世界第一。在美国,越来越多的州和地区正在为发展风电而创立优惠的法律框架,并希望能在设备制造方面吸引更多的投资商。可以期待新的奥巴马中央政府将会从实质上改善美国的风电发展政策框架,尤其是针对那些实际上已经被排除在生产税收抵免计划之外的投资者如:农民、较小的公司或以项目为基础的社区。然而,信贷紧缩可能在短期内导致项目发展的延迟。
加拿大政府有些举棋不定。然而在加拿大各省中,魁北克省和安大略省表示要增加风电配置。2008年6月,世界风能大会在安大略省金斯顿召开,其大会主题是社区能源,安大略省政府承诺其将会加快可再生能源发展并建议提出相关的绿色能源法案,包括对风能在内的可再生能源实行电价补偿机制。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年之前投入运行。
基于对过去几年风电产业发展的经验和增长率的总结,世界风能协会预测在今后的几年里,风电产业将会继续保持其较快的增长趋势。尽管当前的金融危机对风电行业产生了一定的影响以致很难预测到其短期内的发展趋势,但从中长期的角度看,风电产业凭借其低风险以及社会对清洁可靠能源的需求,必定会吸引越来越多的投资商涉入。与此同时,越来越多的国家看到了发展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产业发展的政策,包括鼓励私营风电场主以及中小型风电公司跟多的参与风电项目,而这些将会成为未来风电可持续发展体系的主要推动力。
保守地预测,2020年风能将会为全球供应至少12%的电力,这将意味着在2020年全球装机容量将会至少达到1500000MW。据能源观测集团近日出版的一项研究报告披露,2025年全球装机容量有可能达到7500000MW,所发电量将会达到16400TWh。到那时,可再生能源领域所发电量将会超过全球电力总需求的50%。因此,风能和太阳能作为新能源领域的两大主力军,在2019年时将会占据新能源所发电量的50%市场份额。全球非可再生能源发电站所发电量将会在2018年达到顶点之后逐渐减少。
        2009年1月,国际可再生能源代理机构正式成立,其在加速发展可再生能源普及率等方面将会起到非常重要的作用:该机构通过为其76个成员国直接提供有效的技术,从而使多方面的权益达到均衡,进一步影响到相关国际条约的制定,例如联合国气候变化谈判。

二、中国风电产业体系的构成

        叶片-技术瓶颈已消除。风机叶片作为风力发电机组的关键核心部件,也是最为昂贵的部件,占机组生产成本的20%-25%左右。目前我国已经能够自主批量生产1.5兆瓦的叶片,基本满足现有机组的需要,我国国内生产厂商主要有惠腾,中复连众,上海FRP研究中心,国际上一些知名企业也落户中国,包括LM,vestas, 发电机-赢利来源于强劲的需求。在技术上,电机制造技术主要有双馈式和直趋式两种。双馈式是通过多重齿轮箱,将每分钟转速不过20多转的叶片转速提升到每分钟1200转进行发电;直驱发电是采用永磁体发电机,叶片直接驱动发电机发电。目前,我国能够批量生产的主要是双馈式发电机组,但是由于直接驱动技术有很多优势,故受到了普遍重视。湘电股份引进日本技术,已于2007年11月3成功下线两台2兆瓦直驱永磁同步风力发电机。
齿轮箱-双寡头垄断格局正在打破。风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件,其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。与其它工业齿轮箱相比,由于风电齿轮箱安装在距地面几十米甚至一百多米高的狭小机舱内,其本身的体积和重量对机舱、塔架、基础、机组风载、安装维修费用等都有重要影响,因此,减少外形尺寸和减轻重量显得尤为重要,技术的价值体现其中。
目前我国主要有3家公司制造风力发电齿轮箱:南京高齿,重庆齿轮有限公司,杭州前进齿轮箱集团,而前两家公司占据了绝大部分市场分额。2006年,南京高齿生产了500多套风电用齿轮箱,折合成装机容量超过了50万千瓦时,在国内风电齿轮箱领域占据了40%以上的市场份额。重庆齿轮箱公司目前每月能够生产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,市场占有率约为30%。杭州前进齿轮箱集团公司现在也涉足风电齿轮箱,有望打破双寡头垄断格局。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。
偏航系统-关键技术已部分国产化,仍没有摆脱进口。偏航系统有两个功能:工作中运行和暂停状态时维持机舱的方向;必要时展开电缆。偏航系统主要由偏航测量及偏航驱动部分,机械传动部分,扭缆保护装置三大部分组成。目前我国尚未能够独立自主制造偏航系统,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提供,但还没有经过长期运行考验。
        电控系统-国内最薄弱的环节。目前电控系统完全依赖于进口,国内只有少数企业从事研究工作,包括许继电器,南京自动化研究中心,合肥SUNLIGHT。
        轴承-国内风电轴承缺少成熟技术。许多轴承厂家在1兆瓦级风机以上的技术上多处于实验阶段,难以形成产能规模。虽然洛轴已经拥有1.5兆瓦级配套轴承的制造技术并可达成量产,但公司也承认这相对世界先进技术仍然落后,并多次提出要加紧提升风机轴承的研制水平。
        传动系统轴承(包括主轴轴承、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,预计两三年内可以国产化。
在所有风机配套轴承中,尤其要引起我们高度关注的是增速器轴承。风机增速器是大传动比的齿轮箱。由于承受的扭矩和转速波动范围大,传动负载易突变,箱体重量与安装空间有限制,安装平台存在柔性变形等,因而与传统的重载工业齿轮箱的应用环境相去甚远。因此,对风机增速器及其配套轴承的可靠性研究,已成为当前风能界的难点和重点。我们应密切关注和跟进一些前沿技术。
中国开展风电机组研制历史较长,近年来才走上了产业化发展道路。早在20世纪80年代,中国就通过国家科研课题陆续支持研制过并网型风电机组,单机容量18~200千瓦,但绝大部分没有实现产业化、规模化生产。“九五”和“十五”期间,政府组织实施“乘风计划”、国家科技攻关计划,以及国债项目和风电特许权项目,支持建立了首批6 家风电整机企业进行风电技术引进和消化吸收,其中部分企业掌握了600千瓦和750 千瓦单机容量定桨距风电机组的总装技术和关键部件设计制造技术,初步掌握了定桨距机组总体设计技术,实现了规模化生产,迈出了产业化发展的第一步。2004 年以来,随着国家陆续制定出台了促进风电等可再生能源发展的相关法规和扶持政策,众多新的国内外企业大举投入中国风电制造业,且大多瞄准了风电整机制造,通过引进生产许可证、建立合资企业、开展自主研发或联合研发等手段,研制兆瓦级以上风电机组产品。据不完全统计,已明确进入风电整机制造业的新企业有40多家;另外,还有一些公司正在开展进入风力发电机组制造业的前期准备工作,包括技术研发、市场调研和合作谈判工作。目前,这批企业中的部分企业已生产出样机投入试运行。总体来看,随着大批实力雄厚的企业投入风电研制工作,显著加快了中国风电制造业的产业化发展进程。
        风电整机制造业逐步形成了日益多元化的企业主体。我国形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)三分天下的的风电设备制造业多元化主体。据不完全统计,在主要的40 多家整机制造企业中,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主要包括电力设备、航空航天和重工机械设备制造企业,已逐步成为我国风电设备制造的主力军。例如,在火电、核电、气电等发电设备生产方面具有雄厚实力的三大电力设备生产企业,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)、中国船舶(重庆海装)、中国航天(南通航天安迅能)、哈尔滨哈飞工业公司等,这些大型企业利用自身工业基础和相关技术经验及人才队伍,通过联合设计或引入战略合作方从事发展风电机组的整机设计和制造;其他开展风电整机研制的国有企业目前大多从事与风电发展相关的零部件配套(主要是发电机),以自己所从事的核心零部件着手向下游延伸,发展整机的制造,主要代表企业包括湖南湘电、兰州电机、南车株洲机车等。国有企业引进或开发的风电机组技术和产品具有一定的产业化基础,产业化进程较快,例如华锐和东汽的风电机组产品生产投运规模已达到数百台。鉴于风电设备制造业是技术和资金密集型产业,这批国有重工业企业拥有深厚工业基础和资金实力优势,在生产装备建设、研发资金投入、技术队伍培养、零部件供应链建设、产品售后服务等方面大多表现出长期综合发展战略、较大的投入力度和风险承受力,已经初步显示了显著推进产业化进程的良好前景。民营企业有12家左右,包括金风等在风电设备发展较早、市场份额领先的企业,也有一些在设备制造方面并没有很多经验的企业。外资企业大多是拥有长期风电机组开发经验和成熟机型产品的国际著名风电整机制造企业,如丹麦维斯塔斯(Vestas)、西班牙歌美飒(Gamesa)、美国通用公司(GE)等。
        随着国内风电整机制造业的逐步发展壮大,产品投运量和市场占有率也在快速增加,国内许多股份制和民营企业积极加大产品开发力度或从国内外引进风电整机研制生产技术和人才,不过,除金风和运达等原有风电设备制造企业外,大部分企业的技术产品成熟度和产业化进程差别较大。2003 年以前,我国风电机组安装量增长比较平稳,而且主要是国外进口产品。2004 年以来,随着大批风电整机制造企业的进入,一大批国内风电整机制造企业加快开发并向市场投放新型风电机组产品,数家外资风电整机制造企业也加快在中国增加生产投运量。2003 年,全国风电场当年新增装机容量为98 兆瓦;到2007年,在满足70%国产化率的前提下,当年全国风电场新增装机容量达到3 287 兆瓦。目前,若干企业在规模化生产和产业化发展上已领先于其他企业,例如金风公司的当年和累计市场份额均达到25%,位居各企业的首位;华锐的当年新增装机市场份额也达到20%,位居第二。外资企业歌美飒和维斯塔斯公司的当年新增市场份额分别为17% 和11%,位居第三和第四,累计市场份额则分别为第二和第三。但是,在这批领先企业的身后,大批企业积极研制风电机型,将陆续投放大批新的风电机组产品,使得中国风电设备制造业格局日趋复杂、竞争日益激烈(图3-1和图3-2)。在国内新增市场中,内资企业生产的风电机组产品所占的市场份额也不断上升,从2005年的29%,到2006年的41%,2007 年首次超过了50%。
        内资企业日益重视增强自主技术能力,产品开发方式逐步从“技术引进”转向“联合设计”和“自主研发”。自20 世纪90 年代以来,我国风电整机制造企业曾主要通过与国外知名风电制造企业成立合资企业或向其购买生产许可证,直接引进国际风电市场主流的成熟机型的设计图纸,学习装配技术和控制系统调试技术;在早期直接进口主要部件,然后逐步实现零部件国产化。这种方式的代表企业(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( 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进德国Repower 和弗兰德公司风电技术的基础上,进行了国产化工作,并针对中国风况、气候特点进行了适应性开发,研发出适应常温和较高/ 低温度环境的1.5 兆瓦变速恒频风力发电机组,目前均已实现批量化生产投运。经过一定时期的风电机组技术引进和产业化工作,国内风电整机制造企业对风电技术的复杂和产品研发挑战的认识日益深入,越来越多的企业形成了“在技术引进的基础上加快消化吸收进程、增强自主研发能力”的共识,积极引进Bladed 等国外先进的风机辅助计算设计工具,更多地采用了联合设计和自主研发开发新产品。目前采取联合设计的国内代表企业(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。如新疆金风与国际著名的直驱永磁风电技术开发公司德国Vensys 公司联合研发出“1.2 兆瓦直驱式永磁风力发电机组”,在此基础上,开发出1.5兆瓦直驱式风电机组,并于2007 年开始批量投放市场。最近新疆金风公司还通过收购Vensys 公司大部分股权加强了技术研发能力。目前,新疆金风、华锐电气等企业正在积极研发2~3 兆瓦甚至5 兆瓦的更大单机容量的系列化产品,包括海上专用风机。国有大型企业和民营企业与国内大学和研究机构合作自主研发机型,目前也取得了一定进展,主要代表企业(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术研发基础,在1兆瓦机组研制的基础上开发出具有自主知识产权的机组,目前生产的两台样机正在试运行。目前,这些企业都还没有可以批量化生产的产品。总的来说,一批国内企业通过“技术引进”逐步转向“联合设计”和“自主研发”,目前已基本形成兆瓦级先进风电机组整机批量制造能力,开发出若干具有一定自主知识产权的机型,正在开发更大单机容量的系列化产品,有效增强了自主技术研发能力。
        主流风电机组产品的技术性能和产业化水平有了明显提升,1.5 兆瓦左右单机容量的变桨变速风电机组成为近期市场主流机型。2003 年以来,我国大部分企业重点开发生产兆瓦级变桨变速恒频风电机组,涵盖双馈式、永磁直驱式两大主流技术路线,还有部分企业引进了混合驱动技术型式。虽然目前600 千瓦、750 千瓦、850 千瓦单机容量的机型仍然占据主要市场份额,累计约占总装机台数的70%,总装机容量也占的70% 左右,但是我国风电机组主流机型已经逐步转向兆瓦级以上大容量机组。截至2007年年底,兆瓦级以上的已安装机组数量已经超过1 000 台,占累计份额的20%以上,总装机容量超过200万千瓦,累计份额接近30%,绝大部分都是在最近2 年内安装的。
年代即持续开展风电机组研制工作或2004年以来通过直接引进国外成熟机型技术或生产许可证进行规模化生产的数家企业,如新疆金风、华锐、东方汽轮机、浙江运达等,已实现大批量生产若干1.5兆瓦及以下单机容量的先进风电机组,成为当前新增国产风机市场的主力军。其他2004 年以来进入风电设备制造业的企业也加快产品研制和产业化工作。例如,重庆海装科技发展有限公司、沈阳华创风能有限责任公司、广东明阳风电技术有限公司、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、保定天威风电科技有限公司、广州英格风电设备制造有限公司等也主要在开发1~2兆瓦的风电机组,已试制出样机或已具备小批量生产能力。湖南湘电风能有限公司、上海万德风力发电股份有限公司、中国南车集团株洲电力机车研究所、无锡宝南机器制造有限公司、国电联合动力技术有限公司、北京北重汽轮机有限责任公司、兰州电机等企业正在开展兆瓦级风电整机样机试制或设计工作,进一步加强产业化工作的落实。总的来看,1.5 兆瓦左右单机容量的机型作为多数企业的主打机型将在今后数年内成为我国风电市场主力机型;2~3 兆瓦单机容量的机型大多处于设计过程中,预计在2010年左右逐步实现样机试制和批量化生产;5兆瓦左右单机容量的机型目前仍处于前期工作阶段。
万千瓦,将有力支撑国内风电建设,市场竞争日益显现。目前,除了新疆金风、华锐风电、东方汽轮机、浙江运达等已经实现批量化生产的企业,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已经或于近期形成兆瓦级风电机组批量生产能力。初步调查统计显示,我国仅内资整机企业2010 年的规划年产能就已经超过800万千瓦;加上合资企业和外资企业,2010 年的总年产能将超过1 000万千瓦,甚至可能达到1 500 万千瓦。风电整机产能的扩大有利于缓解近两年我国风电市场供不应求的局面,支撑我国大规模发展风电的需要。但是,国内风电整机制造企业的近中期规划产能远超过每年300万~500万千瓦的同期国内风电设备市场需求预期,而且机型产品同质性明显,市场竞争正逐步显示出日趋激烈趋势,并使得一批企业开始寻求国际市场,如保定惠德、浙江华仪、沈阳华创、新疆金风、华锐风电等企业已经落实或计划近两年的风电整机产品出口业务。
        2006年《可再生能源法》颁布后,我国风电取得跨越式发展。截止2008年底,全国风电装机容量为894万千瓦,占全国总装机容量的1.1%。其中,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%。
当前风电入网已经成为风电发展的主要瓶颈.2008年显得尤为突出。在已运行的风电场中.因受用电负荷所限,有些开发商的风电场被限制电量上网。国家规定可再生能源要优先调度、优先上网,但电网公司实际上难以落实。以前在风电装机容量规模不大的情况下。风电场分布在电网的周围,而近年来风电装机容量猛增。很多风电场的位置都在电网的末梢,难以及时接人、传输和销纳风电。调研中多数风电场还反映,风电场等效满负荷利用小时低于设计值。现阶段,多数风电机组仍处于质保期内,风电场的检修维护由风机制造厂家负责。风电场管理规程规范正在逐步建立,运行情况总体良好。
        电监会制定了《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》,开展了全额收购可再生能源电量情况和可再生能源电价政策执行情况的专项检查。有关派出机构对13个风电场进行了并网安全性评价。

在风能资源评估和风电场运行方面,由加拿大气象局科学家研发的风能模拟软件WEST是一种风能综合模拟系统,它能够较好地模拟低层大气风场分布,弥补了观测资料的不足,尤其是在山地等复杂地形区域,在一定程度上减少了风能资源评估的不确定性。同时WEST软件还能预测未来两、三天的风力状况,对风电场运行具有较好的指导作用。
        在风电机组布局及电力输配电系统的设计上也开发出了成熟的软件。国外还对风力机和风电场的短期及长期发电预测作了很多研究,精确度可达90%以上。
随着风电工业的不断发展,风电技术和风电系统也在不断地发展,以满足其自身技术、应对风速变化、成本、环境以及稳定运行等各方面的要求。其主要趋势包括以下几个方面:
        单机容量越大,单位千瓦的造价越低。正是基于经济效益的优势,单机容量逐步提高成为国际风电设备发起站的主要趋势之一。 
        20世纪末,风电机组主流规格在欧洲是750千瓦,美国是500千瓦。进入21世纪,主流机型已经达到1500千瓦。譬如丹麦的新建风场的单机容量都在1000千瓦,德国在北海建设的风场的单机功率在5000千瓦 风轮输出功率控制方式有失速调节和变桨距调节两种。失速调节是在转速不变的条件下,风速超过额定植后,叶片发生失速,将输出功率限制在一定范围内。失速控制的优点是叶片与轮毂之间没有活动部件,不需要复杂的控制程序,在失速过程中功率波动小;其缺点是风力发电机组的性能的限制,启动风速较高,在风速超过额定值时发电功率有所下降,同时需要叶尖刹车装置,机组动态负荷较大。变桨距调节是沿桨叶的纵轴旋转叶片,控制风轮的能量吸收,保持一定的输出功率,变桨距调节的优点是机组启动性能好,输出功率稳定,机组结构受力小,停机方便安全;缺点是增加了变桨距装置,增加了故障几率,控制程序比较复杂。
        由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全、高效等优点,近年来在风电机组特别是大型风电机组上得到广泛应用。大多数风电机组开发制造厂商,包括传统失速型风电机组制造厂商,都开发制造了变桨距风电机组。2008年中国主要的内资风电机组制造商生产的机组有90%采用的是变桨距调节方式。
这种调节方法可以在输出功率低于额定功率之前使效率达到最高。但当输出功率大于额定功率,即风速大于额定风速后,其调节方式与变桨距方式相同。虽然恒频装置价格昂贵,但随着风电技术以及电力电子技术的进步,大多风电机组开发制造厂商开始使用变速恒频技术,并结合变桨距技术的应用,开发出了变桨变速风电机组,并在市场上快速推广和应用。2004年和2005年,全球所安装的风电机组中,有92%的风电机组采用了变速恒频技术,最近两年该比例肯定比这要高。
        齿轮传动不仅降低了风电转换效率和产生噪音,更是造成机械故障的主要原因,而且为减少机械磨损需要润滑清洗等定期维护。采用无齿轮箱的直驱方式虽然提高了电机的设计成本,但却有效的提高了系统的效率及运行可靠性。在德国2004年所安装的风电机组中,就有40.9%采用了无齿轮箱系统。
近年来,欧洲ENERCON、WINWIND等公司都发展和应用了全功率变流的并网技术,使风轮和发电机的调速范围达到0到150%的额定转速,提高了风能的利用范围,改善了向电网供电的电能质量。ENERCON公司还将原来对每个风电机组功率因数的分散控制加以集中,由并网变电站来统一调控,实现了电网的有源功率因素校正和谐波补偿。全功率变流技术成为今后大型风电场建设的一种新模式。
垂直轴的主要优点是全风向、变速装置及发电机可以置于地面,但其主要缺点是轴距过长、风能转换效率不高。目前主流风力机均采用水平轴设计,其优点是风能转换效率高,传动轴距短,对大型风电机组来说经济性更好。但其缺点是需要根据风向不断调节机舱的方向,需要有对风装置。同时由于变速装置及发电机布置在塔架顶端,增加了塔架的投资和安装维护的难度。     
目前从风轮到发电机的驱动方式主要有三种。一种是通过齿轮箱多级变速驱动双馈异步发电机,简称为双馈式,是目前市场上的主流产品。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约投资,减少传动链损失和停机时间,以及维护费用低、可靠性好等优点,在市场上正在占有越来越大的份额。但直驱发电机体积大,较笨重。第三种是单级增速装置加多极发电机技术,简称为混合式。混合式采用单级变速装置以提高发电机转速,但速度低于标准发电机所需要的转速;同时配以类似于直驱发电机的多极电机。该设计介于纯变速装置驱动和直驱之间,旨在融合两者的优点而避免其缺点。芬兰公司WINWIND已开发出 基于海上及陆地风电机组的不同叶尖速比设计。由于海上大型风电机组对噪音的要求较低,采用较高的叶尖速度可降低机舱的重量和成本。国外除根据海上特点对海上风电机组进行特别设计和制造外,在海上风电场的建设方面也做了很多工作,包括对海上风电场的风能资源测试评估、风电场选址、基础设计及施工、风电机组安装等做了深入研究,开发出专门的海上风能资源测试设备及安装海上风电机组的海上安装平台。
        一些欧洲国家, 如丹麦、德国和英国等,由于陆地面积的限制,风力发电正在从陆地走向海洋。此外,陆地风力发电技术, 已经基本成熟,走向海洋正在成为今后风力发电技术主要发展方向之一。当然, 西班牙、美国、中国和印度等国土面积辽阔的国家,目前仍然主要是发展陆地风场。
        海上风电场成为新的大型风机应用领域。丹麦、德国、西班牙、瑞典等国都在计划开发大型的海上风电场项目。由于海上风速较陆上大且稳定,一般陆上风电场平均设备利用小时数为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,海上风电场一般建在水深为3~8 m处,同容量装机,海上比陆上成本增加60% (海上基础占23%、线路占20%;陆上仅各占5%左右),电量增加50%以上。
风力发电能够顺利并人一个国家或地区电网的电量,主要取决于电力系统对供电波动反应的能力。变化不定的风力给电网带来的问题,远比怀疑论者估计得低。很多涉及到现代欧洲电网系统的评估表明,电网系统中风电容量占2 0%并不存在技术问题。但是,当大规模的风电并人电网以后,风电与电网之间的相互影响及相互作用规律还是需要进一步研究。

变频器于20世纪60年代问世,80年代在主要工业化国家已广泛使用。我国的第一台变频器是在1985年6月由“中国变频器之父”吴加林先生研制成功的,由此揭开了我国变频器产业的序幕,并进入了我国变频器发展道路上的第一次高峰。随后的几年间,出现了许多变频器生产厂家,但由于价格与认知等方面的原因,初期销售拓展不易,80年代中期我国年销售变频器仅数千万元,几乎都是国外品牌。在此期间,一批生产、经营变频器产品的厂商把握住了扩充产品应用领域、增强自身竞争力的机会,在一定程度上推动和加快了变频器产品到达最终用户的广度和速度。
        90年代初期,国外变频器开始大量涌入中国市场,受国外产品的挤压,到90年代中期,国内的变频器生产企业已萎缩至几十家。这段时期,我国变频器市场进入了引进技术和设备合作生产阶段,高技术含量产品依靠进口满足。
        2000年进入了变频器的快速发展阶段,市场快速变化、竞争加剧特别是恶性竞争将变频器市场带入了微利时期。尤其是高压变频器,前景诱人的市场使得竞争企业增多,以价格争取市场,产品过早进入价格战。这对于国内高压变频器的发展积累是极为不利的。
变频器在我国发展的短短20年间,经历了认知阶段、组装阶段和生产制造阶段,最终形成了目前春秋战国、狼烟四起的格局。目前我国已有进口、国产变频器厂家近200家,又有上千家从事代理销售和二次开发公司围绕着变频器生产,一些元件供应商,材料供应商、电抗器、滤波器、制动单元、制动电阻、能量回馈装置、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、能量表等行业都在关注着变频器的发展。
国外研究公司是这样评说中国变频器市场的:
Drive)市场达到亿美元,预计今后5年将每年增长11.1%,到2008年将超过3.8亿美元。
        (2)Frost&Sullivan:最新市场报告指出,中国变速驱动市场当前容量为12.2亿美元,确立了其全球关键区域市场之一的地位。预计中国变速驱动市场将会以6.3%的综合年均营收增长率增长,并于2010年市值达到18.7亿美元。
        由于直流驱动市场的萎缩以及受技术进步的支持,交流驱动产品获得了稳定的收益。预计该部分收入将从2003年的亿美元上升到2010年的亿美元,并有望进一步巩固其作为变速驱动市场最大营收产品的地位。
        和其他地区不同,中国市场的机械式驱动技术有望继续发挥重要的作用。价格因素是市场对机械式变速驱动解决方案需求旺盛的基础。水压驱动产品未来的营收份额也有望增长。
受市场强大综合潜力的驱使,一些新厂商会进入市场,而将导致原本由200多个供应商占据的市场将会高度分化。目前3个层面公司的市场竞争非常明显。第一层面是驱动解决方案胜过产品销售的欧美制造商;第二层次是产品销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术支持闻名。生产低端驱动产品的本土公司形成第三竞争层面,正试图通过开发更先进的驱动产品与国际公司竞争。竞争中的主要问题是价格因素、服务质量、技术特长、产品质量、销售渠道和对客户的培训,由于新的竞争对手进入这一市场,竞争压力有望进一步加大。
        高压变频器的市场集中度较高,具备很高的技术门槛,国际的主流厂商比较少,目前仅有5-7 家,如德国西门子公司、美国罗宾康公司(2004 年被西门子公司收购)、罗克韦尔公司、瑞士ABB 公司和日本东芝三菱公司等。国内也只有5-8 家厂商具备从研发、设计到生产、服务一条龙的综合实力,而且掌握高压变频器的核心技术,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能源局重大装备国产化项目10KV特大功率变频项目,顺利参与中石油西气东输管线24MVA变频器研制的项目,同时参与中海油LNG56MVA特大功率变频器项目的研制。荣信股份风电变流器研发目前已通过金风科技风电变流器试验平台检测,即将进入挂网调试阶段, 机车变频主传动系统进入样机试制阶段,国家科技支撑计划课题“中高压、百MVA级链式及多电平变流器与静止补偿器研制”即将在南方电网实施。
国内变频领域的一位专家表示:“十大重点节能工程中的电机系统节能项目每年都会有相应的硬性指标,这必将刺激高压变频器的需求,虽然短期内出现了衰退,长远来看,市场发展的方向不会改变。“变频器主要应用在直驱风机或双馈型的励磁端。由于国内产品仍在研发之中,因此目前该市场上主要为国外进口产品。国家科技部已经设立了‘风电专项支撑项目计划’,在设立的30个风电科研项目中,有6个项目与变频器有关,正酝酿着重要突破。”该专认为,“高铁领域的变频器产品主要为,精确控制要求也非常高,因此目前也主要依赖进口产品。”
据重庆本地的调查公司的调查显示,我国变频器的市场总容量为1200~1800亿元,其中,高压变频器约占40%。近几年来我国变频器销售量逐年高速增长,目前变频器在建材、冶金、石化、电厂和城市供水等行业都有良好的应用,占比分别为12.1%、%、8.1%、7.1%和6.5%。2003年我国变频器市场额就已经达亿元,其中国外品牌占75%,国产品牌占25%,2005—2008年仍将延续这一局面。 
        根据用户反映,虽然国内利德华福等品牌效应在逐渐形成,但与国外的西门子、ABB等知名品牌相比,还存在较大差距。经对使用变频器的专业技术人员和管理人员的访谈得知,目前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等品牌主导市场。 
        此次调查发现,在产品价格、品牌、性能、售后服务、交货期等对用户选购变频器产品的影响因素中,产品性能指标排在价格、售后服务之首,成为首选要素。因此提升产品性能,尤其是提高产品的节能功效成为各生产企业的重要工作。

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