風(fēng)力發(fā)電機(jī)組教程01

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)與原理概述

20241中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程2典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向5風(fēng)電結(jié)構(gòu)與原理課程特點(diǎn)2目錄中國(guó)風(fēng)電技術(shù)發(fā)展三階段第一階段（1985-1995）：通過(guò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)電場(chǎng)，開(kāi)始學(xué)習(xí)國(guó)外風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)。第二階段(1996-2000)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的本土化制造第三階段（2000以后）從引進(jìn)、消化、吸收到自主研發(fā)兆瓦級(jí)風(fēng)電設(shè)備1中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程第一階段（1985-1995）：通過(guò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)電場(chǎng)，開(kāi)始學(xué)習(xí)國(guó)外風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)。國(guó)家對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)給予一定的資金支持。同時(shí)，歐洲風(fēng)電企業(yè)為了拓展海外市場(chǎng)，折價(jià)或贈(zèng)與少量樣機(jī)。在此背景下，山東榮成風(fēng)電場(chǎng)、福建平潭島風(fēng)電場(chǎng)、新疆達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)等一系列示范性風(fēng)電場(chǎng)陸續(xù)建成。1中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程1986年山東威海的榮成市建成我國(guó)第一座風(fēng)電場(chǎng)—馬蘭風(fēng)電場(chǎng)，這成為了我國(guó)風(fēng)電史上的里程碑。項(xiàng)目采用3臺(tái)丹麥Vestas公司的55kW定槳距失速調(diào)節(jié)型機(jī)組，總裝機(jī)容量165千瓦，最高年發(fā)電量33萬(wàn)千瓦時(shí)，2015年這些機(jī)組全部退役，累計(jì)運(yùn)行了29年。1中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程1風(fēng)電行業(yè)背景介紹1986年山東榮成馬蘭風(fēng)電廠建成之初1風(fēng)電行業(yè)背景介紹1989年10月，新疆達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)一期工程實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，總裝機(jī)容量2050KW，該項(xiàng)目采用13臺(tái)Bonus公司的150kW機(jī)組和1臺(tái)Wincon公司的100kW機(jī)組。這是當(dāng)時(shí)中國(guó)乃至亞洲規(guī)模最大的風(fēng)電場(chǎng)，也是中國(guó)首座半商業(yè)化運(yùn)作的風(fēng)電場(chǎng)，示范意義非常大。1風(fēng)電行業(yè)背景介紹

第二階段(1996-2000)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的本土化制造達(dá)坂城風(fēng)電場(chǎng)的竣工后，新疆水利廳創(chuàng)辦了新疆風(fēng)能公司。1997年風(fēng)能公司與德國(guó)JACOBS簽訂了600KW風(fēng)機(jī)生產(chǎn)許可轉(zhuǎn)讓合同。1999年，中國(guó)第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)S600，正式通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，這是中國(guó)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的開(kāi)始，也是中國(guó)風(fēng)電發(fā)展史的里程碑！1風(fēng)電行業(yè)背景介紹1風(fēng)電行業(yè)背景介紹第三階段（2000以后）從引進(jìn)、消化、吸收到自主研發(fā)兆瓦級(jí)風(fēng)電設(shè)備1風(fēng)電行業(yè)背景介紹

廠家名稱(chēng)技術(shù)來(lái)源備注1金風(fēng)科技750KW機(jī)組為德國(guó)REpower技術(shù)許可證；1500KW機(jī)組引進(jìn)德國(guó)Vensys直驅(qū)技術(shù)750kw/48m1500kw/70m2遠(yuǎn)景能源自研

3明陽(yáng)智能與德國(guó)Aerodyn聯(lián)合設(shè)計(jì)1500KW/77m4運(yùn)達(dá)股份750KW機(jī)組為德國(guó)REpower技術(shù)許可證；1500KW機(jī)組為自主研發(fā)設(shè)計(jì)750kw/49m1500kw/70m1風(fēng)電行業(yè)背景介紹廠家名稱(chēng)技術(shù)來(lái)源備注5上海電氣1250kw源自德國(guó)Dewind技術(shù)；2000kw與Aerodyn聯(lián)合設(shè)計(jì)1250kw/62m2000kw/87m6中國(guó)海裝850KW機(jī)組為德國(guó)Frisia技術(shù)許可證；與德國(guó)Aerodyn聯(lián)合設(shè)計(jì)2000kw機(jī)組850kw/56.3m2000kw/87m7中車(chē)株機(jī)所與奧地利windtec公司聯(lián)合設(shè)計(jì)1650KW/70m1風(fēng)電行業(yè)背景介紹廠家名稱(chēng)技術(shù)來(lái)源備注8東方電氣德國(guó)REpower技術(shù)許可證1500KW/77m9三一重能沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)技術(shù)1500kw/70m10哈電風(fēng)能與合資企業(yè)日本原弘產(chǎn)收購(gòu)荷蘭Zephyros直驅(qū)技術(shù)2000kw/72m11華銳風(fēng)電德國(guó)Fuhrlander技術(shù)許可證1500KW/70m12聯(lián)合動(dòng)力與德國(guó)Aerodyn聯(lián)合設(shè)計(jì)1500KW/77m1中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程雖然國(guó)內(nèi)的風(fēng)電整機(jī)研發(fā)、制造走上了快速發(fā)展的道路。各企業(yè)紛紛通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收，再到自主研發(fā)，切入到風(fēng)電的賽道。但是，在20世紀(jì)初，占據(jù)國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)市場(chǎng)半壁江山的仍然是GE、維斯塔斯及西門(mén)子歌美颯三大國(guó)際巨頭，直到2006年，國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)企業(yè)的市場(chǎng)占有率仍不足50%。風(fēng)電行業(yè)發(fā)展歷程中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量具有一定的周期性，國(guó)家上網(wǎng)電價(jià)政策是影響風(fēng)電裝機(jī)容量的最主要因素。陸上及海上風(fēng)電分別從2021年、2022年開(kāi)始取消國(guó)家補(bǔ)貼，未來(lái)行業(yè)成長(zhǎng)性將替代周期性，成為主要的特征。1中國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程2典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)雙饋風(fēng)力發(fā)電組整機(jī)技術(shù)代表企業(yè)：1）國(guó)外Vestas、歌美颯、GE、NORDEX2）國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)景能源、運(yùn)達(dá)風(fēng)電、三一重能、中車(chē)風(fēng)電、海裝風(fēng)電、東方電氣、聯(lián)合動(dòng)力、華銳風(fēng)電2典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)

2典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電組分類(lèi)：1）直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直驅(qū)永磁外轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電組（代表企業(yè):西門(mén)子—歌美颯、金風(fēng)科技、東方電氣、上海電氣）直驅(qū)永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（代表企業(yè)：GE-ALSTOM、哈電風(fēng)能）2）直驅(qū)電勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（代表企業(yè)：德國(guó)ENERCON)192典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)202典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)風(fēng)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游零部件供應(yīng)商、風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商、下游風(fēng)力發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)及維護(hù)企業(yè)。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介上游塔筒、主軸以及鑄件屬于傳統(tǒng)制造行業(yè)；近期其原材料價(jià)格下降將使其具備擁有大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的潛力，將推動(dòng)下游風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介中游-風(fēng)電整機(jī)我國(guó)風(fēng)電整機(jī)市場(chǎng)占比相對(duì)集中，排名前五的整機(jī)商占70%的市場(chǎng)；海上整機(jī)前五占據(jù)90%的市場(chǎng)。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介下游-風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介零部件企業(yè)備注葉片中材科技、時(shí)代新材、中復(fù)連眾、中科宇能、LM、TPI、明陽(yáng)風(fēng)電、東方葉片、三一葉片中材科技葉片市場(chǎng)占有率連續(xù)9年第一風(fēng)電主軸金雷股份、通裕重工

風(fēng)電軸承新強(qiáng)聯(lián)、瓦軸、天馬股份、洛軸、鐵姆肯、FAG、SKF

鑄件日月股份、吉鑫科技、佳力科技、永冠集團(tuán)、常州大華、山東龍馬、中國(guó)一汽鑄造、大連重工、江蘇國(guó)光重機(jī)日月股份風(fēng)電鑄件全球占有率20%鍛件伊萊特、山西金瑞、振江股份、恒潤(rùn)股份3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介27零部件企業(yè)備注發(fā)電機(jī)株洲電機(jī)、永濟(jì)電機(jī)、湘電股份、東方電機(jī)、南汽輪、中電電機(jī)、

齒輪箱南高齒、大連重工、重齒、太原重工、威能極、

塔筒天順風(fēng)能、天能風(fēng)能、大金重工、泰勝風(fēng)能、海力風(fēng)電天順風(fēng)能獲取了vestas、GE、西門(mén)子歌美颯、金風(fēng)科技等整機(jī)商訂單，拉大了與其他幾家上市塔筒企業(yè)的差距。電纜東方電纜、中天科技、漢纜股份、亨通光電東方電纜為海纜領(lǐng)域龍頭企業(yè)，東方與中天在海纜市場(chǎng)占有率為70%。28葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵核心部件，是獲得機(jī)組高利用小時(shí)數(shù)和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目可觀經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。風(fēng)機(jī)葉片的成本約占風(fēng)電整機(jī)成本的25%左右。葉片的大型化和輕量化是目前的主要發(fā)展方向。風(fēng)電葉片原材料主要有芯材（巴沙木、PET、PVC）環(huán)氧樹(shù)脂、纖維布、結(jié)構(gòu)膠、油漆等。其中增強(qiáng)纖維、芯材、基體樹(shù)脂與粘接膠合劑約占葉片成本的70%。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介29時(shí)代新材和中材科技在2021年度葉片的市場(chǎng)率約為35%。兩大企業(yè)面向十四五新能源戰(zhàn)略，在葉片大型化研究和新產(chǎn)能的布局。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介30風(fēng)電偏航軸承、變槳軸承近幾年裝機(jī)的國(guó)產(chǎn)化軸承占比90%以上，各風(fēng)電軸承配套企業(yè)已經(jīng)向技術(shù)難度更高的主軸承國(guó)產(chǎn)化及批量應(yīng)用上進(jìn)行攻關(guān)。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介313中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介32發(fā)電機(jī)主要原材料為銅線(xiàn)、硅鋼片、焊接鋼結(jié)構(gòu)、稀土永磁材料（永磁電機(jī)），屬于技術(shù)和資金密集型產(chǎn)品。以江蘇中車(chē)電機(jī)為例，其產(chǎn)業(yè)布局全國(guó)9大基地，2021年風(fēng)電電機(jī)產(chǎn)值超70億元。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介333中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介34塔筒生產(chǎn)技術(shù)門(mén)檻較低，競(jìng)爭(zhēng)集中度較低，直接材料成本占比超過(guò)80%。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介353中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介36基于大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組塔筒的大尺寸，上市塔筒企業(yè)布局了面向塔筒生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碼頭，以承接海上項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)訂單。3中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介373中國(guó)風(fēng)電風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)介4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向38陸上10MW及以上大型風(fēng)電機(jī)組海上近海：20MW以上大型海上風(fēng)電機(jī)組深遠(yuǎn)海：漂浮式技術(shù)4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向39陸上國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》。到2030年，規(guī)劃建設(shè)三批風(fēng)光基地總裝機(jī)約4.55億千瓦。目前第一批9705萬(wàn)千瓦大基地項(xiàng)目已全面開(kāi)工，第二批大基地項(xiàng)目已陸續(xù)開(kāi)建，第三批也已形成項(xiàng)目清單。4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向40“沙戈荒”集中于巴丹吉林、騰格里、庫(kù)布齊、烏蘭布和四大沙漠以及部分采煤沉陷區(qū)，大部分位于內(nèi)蒙古地區(qū)，少部分分布于甘肅、寧夏等地。這類(lèi)地區(qū)風(fēng)光資源儲(chǔ)量豐富，風(fēng)資源豐富、面積廣闊、人口密度低、土地利用影響小等特點(diǎn)使得“沙戈荒”具備大規(guī)模集中開(kāi)發(fā)風(fēng)電項(xiàng)目的先天優(yōu)勢(shì)。4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向41海上近海：20MW以上大型海上風(fēng)電機(jī)組深遠(yuǎn)海：漂浮式技術(shù)4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向424中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向434中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向444中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向

“2022年度央企十大國(guó)之重器”榜單的金風(fēng)科技GWH252-16MW海上風(fēng)電機(jī)組在福建平潭三峽海上風(fēng)電場(chǎng)成功完成吊裝，刷新已吊裝機(jī)組的最大單機(jī)容量、最大葉輪直徑、最輕單位兆瓦重量三項(xiàng)全球紀(jì)錄，充分展現(xiàn)中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、供應(yīng)鏈協(xié)同、工程能力、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等方面的綜合實(shí)力，為全球海上風(fēng)電發(fā)展樹(shù)立全新標(biāo)桿。4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向

4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向

4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向海上風(fēng)電施工設(shè)備自升自航式風(fēng)電安裝平臺(tái)“白鶴灘”號(hào)以“四個(gè)第一”樹(shù)立起行業(yè)新標(biāo)桿。起吊能力最強(qiáng)（2000噸）作業(yè)水深最深（70米）可變載荷最大（6500噸）甲板面積最大（4200平方米）49漂浮式海上風(fēng)電4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向50“三峽引領(lǐng)號(hào)”搭載MySE5.5兆瓦半直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組，由三峽新能源牽頭，聯(lián)合三峽上海院等科研機(jī)構(gòu)以及明陽(yáng)智能聯(lián)合研發(fā)。機(jī)組位于陽(yáng)江海域，位置水深僅30米左右，屬于淺水漂浮式風(fēng)電示范嘗試，2021年12月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。4中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向514中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展方向52中國(guó)海裝“扶搖號(hào)”浮式風(fēng)電機(jī)組位于水深65m的湛江徐聞海域，半潛式浮式平臺(tái)總長(zhǎng)72米、型深33米、型寬80米，搭載6.2MW抗臺(tái)型I類(lèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，機(jī)組塔筒高度為7