海上风电势不可挡 我国风电设备制造需加快发展

　　【编者按】风能量是丰富、可再生、分布广泛、不产生污染，也不会排放温室气体的环保清洁能源，将风的能量转换成可利用的能量形式，有如使用风力涡轮机产生电力，风车产生机械动力，风泵抽水或排水，或风帆推动船等。在现代，发电机将气流的机械能转化为电能；而在中古与古代则利用风车将搜集到的机械能将谷物磨碎或抽水。

　　“我国的风电产业正处于从基础理论、应用研究到关键技术研发、设备研制、公共研究测试能力等完整产业发展体系形成的关键时期。”日前，在分析我国的大型风电产业发展现状时，中国农机工业协会风能设备分会秘书长祁和生如是判断说。
　　在他看来，近年来，我国的风电制造技术取得了长足进展，完整的产业链已基本形成，但在机组整机设计、关键部件及海上风电建设等方面，与国外相比仍存在不少差距。
　　海上风电势不可挡
　　去年，金风科技、华锐风电、国电联合动力、广东明阳和湘电风能等前5家企业，占据了国内新增装机60%以上的市场份额，这意味着，全国风电设备市场由十多家大型风电机组制造企业控制或垄断的局面仍然没有明显变化。
　　近年来，风电设备制造企业之间的兼并、重组、收购愈演愈烈。国内各大风电制造公司已经完成了产业布局，在主要市场集中地都建立了生产基地，产业集中是行业发展的总趋势。
　　祁和生介绍说，当前双馈异步发电技术仍占主导地位，直驱式、全功率变流技术发展迅速，低风速地区的风电设备研发取得较大进展，同时风电机组的单机容量还在持续增大。目前，国内主流机型已经从2005年的750～850千瓦增加到了1.5～2.5兆瓦。而近年来海上风电的开发，又进一步加快了大容量风电机组的发展。
　　与此同时，我国的大型风电机组关键部件也进步明显。祁和生举例说，如南京高速齿轮箱厂、重庆齿轮箱厂、大连重工减速机厂、杭州前进齿轮箱厂和德阳二重等主要齿轮箱制造企业生产的大型风电机组齿轮箱，供货能力充足，质量已有明显提高；国内已能生产长达48.8米、与3兆瓦风电机组配套的大尺寸叶片，与6兆瓦风电机组配套的叶片也已经下线。
　　“从2013年上海第七届风能展的情况看，我国风电设备的产业链已经形成，为今后的快速发展奠定了稳固的基础。我国在某些基础结构件、铸锻件等领域已经具有优势，不仅能满足国内市场需求，而且已经向国际市场供货。”他表示。
　　北京科诺伟业能源科技有限公司、合肥阳光电源有限公司、北京清能华福风电技术有限公司、天津瑞能电气、龙源电气、九州电气等10多家企业已具备兆瓦级风电机组变流器研发、生产和供货能力。
　　随着风电机组尺寸的增大，叶片的长度也变得更长。额外的叶片状况检测设备将被开发出来并安装在风电机组上，以便在叶片结构中的裂纹发展成致命损坏之前或风电机组整机损坏之前警示操作者。“对于陆上风电机组来说，不久这种检测设备就会成为必备品。”祁和生预测说，为了增加叶片的刚度并防止它由于弯曲而碰到塔架，在长度大于50米的叶片上将广泛使用强化碳纤维材料。
　　随着海上风电场规划规模的不断扩大，各主要风电机组整机制造厂都积极投入大功率海上风电机组的研制工作。目前，华锐、金风、上海电气、联合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机和广东明阳等公司都已研制出5兆瓦或6兆瓦的大容量海上风电机组产品。到2020年底，全国规划建设总容量达3000万千瓦海上风电场。
　　“未来风能技术更新发展的驱动力主要来自蓬勃崛起的近海风电场建设，这一发展趋势已经不可逆转。”祁和生肯定地说。
　　低价竞争或将继续
　　但不可否认的是，在风电制造技术和产业技术集成方面，我们与国际先进水平相比还存在着较大差距。
　　据祁和生介绍，首当其冲的便是风电场的“弃风”限电和消纳不畅。去年“弃风”限电造成了200亿千瓦时的风电损失，今年上半年则因此损失了77亿千瓦时风电，其中，黑龙江省和河北省的弃风率超过20%，吉林、辽宁、甘肃和内蒙古弃风率超过10%，全国平均弃风率为10%。
　　其次是国产风电机组的设备质量虽逐年提高，但质量问题仍然不可忽视。据他透露，采用国产机组的风电场，其机组可利用率仍低于采用国际先进品牌的机组，根据龙源公司的粗略估算，整体上要低6%左右。近五年投入运行的一些国产机组也出现过较大的质量和技术故障，如轮毂裂纹、主轴问题、轴承问题、齿轮箱故障、电机故障等等。
　　与此同时，国产风电机组设备低价竞争仍然存在，预期2014年风电机组的价格也不会回升。“低价竞争压缩了企业的利润空间，使企业向产品提升和技术创新方面的投资减少，不利于行业的健康发展。”祁和生说。
　　而在风电机组的整机设计和关键部件方面，我们依然有较大的追赶空间。近年来，我国企业的自主设计能力有所提高，但在设计经验和设计软件方面还需努力，特别是依据我国风况条件进行自主设计、研发多兆瓦级新型风电机组的能力不足，尚未开发出适宜我国资源条件的风电机组设计软件系统。
　　目前，欧洲已实现5~6兆瓦风电机组的批量应用，正在设计研制10兆瓦级的风电机组，而我国5兆瓦风电机组产品和6兆瓦级风电机组样机尚处于试应用或外场试验阶段。
　　在关键部件方面，国内兆瓦级以上风电机组整机控制系统还处于试制阶段，部分大型机组的关键部件产品仍需要进口，大型齿轮箱、发电机的可靠性有待提高，5兆瓦以上叶片、变流器的研制仍需与国外先进公司合作。
　　此外，与欧洲先进国家比，我国海上风力资源测量分析技术较为落后，海上风电场选址技术和经验不足；而且我国海上风电场，装机容量较小，主流机型的单机容量较小，投入运行的时间短，机组的可靠性和适应性也需要通过考核验证。
　　据悉，目前在欧洲，3.6兆瓦、5兆瓦和6兆瓦海上风电机组已经投入批量生产并应用到海上风电场建设中，10兆瓦海上风电机组也在进行研制。而我国已经批量生产并应用的海上风电机组为2.5兆瓦和3兆瓦，5兆瓦和6兆瓦海上风电机组仍处于试验和示范应用阶段。
　　此外，在风电场设计建设、风资源分析、风电行业公共研究测试平台等方面也有不少差距。
　　祁和生表示，美国、德国、丹麦、西班牙等国家早就建立了国家级的风电机组野外测试、地面传动和叶片的公共平台，我国在这方面已经起步，一些主要制造商建设了整机测试平台，但服务于全行业的国家级公共平台尚未建立，这制约了我国风电技术的持续发展。 

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