形成了以整机制造基地为重心、新产品研发和风场运维服务相结合,作为风机控制系统中技术含量最高的主控系统和

日期:2020-04-28编辑作者:社会责任

【机械网】讯  据中国风能协会以及BTM咨询公司统计,2012年,联合动力技术有限公司新增装机容量205万千瓦,在国内风机制造企业中排名第二。  成立于2007年6月的联合动力,近年来建成保定、连云港、赤峰、长春四大整机制造基地,宜兴、包头两大产业链基地和专业运维服务公司等,形成了以整机制造基地为重心、新产品研发和风场运维服务相结合,涵盖风电装备制造全产业链的特色全产业布局。  随着风力发电机组单机容量的不断增大和风电场规模的不断扩大,多元化已成为风电技术的发展趋势。我国风资源丰富,风场遍布全国各地。联合动力充分考虑各种类型的地域、环境、电网等因素,已研发出防风沙、抗低温、高海拔、低风速、潮间带等多种类型风机。其自主研发设计1.5兆瓦、2兆瓦、3兆瓦、6兆瓦系列风电机组,适用于陆上、海上风场。自主研发的风机主控系统,打破了进口主控系统在国内风电制造企业的垄断局面,填补了国内该项目的空白。【打印】 【关闭】

4月6日消息,国家电力投资集团内蒙古公司乌兰察布风电基地一期示范项目中标结果出炉,东方电气风电有限公司凭借优良的系统解决方案赢得评标专家和招标方的肯定,成功中标第五标段1100MW风电项目。

单个叶片56.4米,风轮直径116米,海上风机“巨无霸”——3.6兆瓦大型海上风机,7月1日上午在上海电气临港重装备基地成功下线。这是我国自主研发的技术最先进、容量最大的风力发电机组,由上海电气风电设备有限公司独立研发试制。

我国风电行业目前的形势2005年以来,我国风电装机以年均100%的速度快速发展,到2008年底,我国风电总装机容量达到了1215万千瓦,占世界风电总装机容量的10%左右,这是一个相当惊人的增长。目前,从装机容量来看,我国已成为亚洲第一、世界第四、风电装机容量超千万千瓦的风电大国。排在前三位的依次是美国、德国和西班牙,其装机容量分别为2517万、2390万和1675万千瓦。需求的快速增长也带动了我国风电设备制造业的快速发展。2004年,我国风机整机制造企业仅6家,目前明确进入风机整机制造的企业已超过70家,另外还有一些公司正在开展进入风机整机制造的前期准备工作,呈现出“你未唱罢我登场,百家风企竞风流”这样一个喜忧参半的格局。喜的是经过这些年的发展,内资和合资企业的生产规模不断扩大、技术能力不断增强、市场占有率上升很快。2004年,内资企业和外资企业占当年风电新增装机的比例分别为25%和75%,而到2008年这一比例正好颠倒了过来,内资企业已经在风电市场上占据绝对主导地位。至于这些整机制造厂家带动的零部件生产企业究竟有多少,更是一个无法准确统计的数字。这些风机整机制造企业及零部件企业的发展壮大,有力地促进了我国风电制造业技术水平和生产规模的提高。忧的是这70余家风机企业的技术水平、生产规模、服务能力参差不齐,真正形成规模、比较有竞争能力的还只有寥寥几家,大多数企业对于未来面临的巨大风险都估计不足,这是我国目前风电设备制造业存在的一个突出问题。从未来的发展形势来看,风电产业至少将有十多年的黄金发展期。从世界范围来看,美国、德国等工业发达国家为解决能源短缺和环境污染问题,都将大规模发展风力发电作为主要解决方案。在我国,情况也是如此。2008年底,1215万千瓦的风电装机容量占我国电力总装机容量的比例还仅为1.5%,预计到2020年这一比例将达到10%左右,即到2020年风电装机容量将达到1.4亿千瓦这样的水平,这是十分可观的数字。这表明,从宏观形势来看,风电行业大发展的高潮确实已经到来。风机控制系统的发展现状风机的控制系统是风机的重要组成部分,它承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务,它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统几部分组成。各部分的主要功能如下:监控系统:监控系统实现对全风场风机状况的监视与启、停操作,它包括大型监控软件及完善的通讯网络。主控系统:主控系统是风机控制系统的主体,它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控等重要控制、保护功能。它对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统,它与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换,与变桨控制系统接口完成对叶片的控制,实现最大风能捕获以及恒速运行,与变频系统接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节。变桨控制系统:与主控系统配合,通过对叶片节距角的控制,实现最大风能捕获以及恒速运行,提高了风力发电机组的运行灵活性。目前来看,变桨控制系统的叶片驱动有液压和电气两种方式,电气驱动方式中又有采用交流电机和直流电机两种不同方案。究竟采用何种方式主要取决于制造厂家多年来形成的技术路线及传统。变频系统器:与主控制系统接口,和发电机、电网连接,直接承担着保证供电品质、提高功率因素,满足电网兼容性标准等重要作用。从我国目前的情况来看,风机控制系统的上述各个组成部分的自主配套规模还相当不如人意,到目前为止对国外品牌的依赖仍然较大,仍是风电设备制造业中最薄弱的环节。而风机其它部件,包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承等核心部件已基本实现国产化配套,之所以如此,原因主要有:我国在这一技术领域的起步较晚,尤其是对兆瓦级以上大功率机组变速恒频控制技术的研究,更是最近几年的事情,这比风机技术先进国家要落后二十年时间。前已述及,我国风电制造产业是从2005年开始的最近四年才得到快速发展的,国内主要风机制造厂家为了快速抢占市场,都致力于扩大生产规模,无力对控制系统这样的技术含量较高的产品进行自主开发,因此多直接从MITA、Windtec等国外公司采购产品或引进技术。就风机控制系统本身的要求来看,确有它的特殊性和复杂性。从硬件来讲,风机控制系统随风机一起安装在接近自然的环境中,工作有较大振动、大范围的温度变化、强电磁干扰这样的复杂条件下,因此其硬件要求比一般系统要高得多。从软件来讲,风机要实现完全的自动控制,必须有一套与之相适应的完善的控制软件。主控系统、变桨系统和变频器需要协同工作才能实现在较低风速下的最大风能捕获、在中等风速下的定转速以及在较大风速下的恒频、恒功运行,这需要在这几大部件中有一套先进、复杂的控制算法。国内企业要完全自主掌握确实需要一定时间。风机控制系统是与风机特性高度结合的系统,包括主控、变桨和变频器在内的控制软件不仅算法复杂,而且其各项参数的设定与风机本身联系紧密,风机控制系统的任务不仅仅是实现对风机的高度自动化监控以及向电网供电,而且还必须通过合适的控制实现风能捕获的最大化和载荷的最小化,一般的自动化企业即使能研制出样机,也很难得到验证,推广就更加困难。而中小规模的风机制造商又无力进行这样的开发。即便如此,国内企业通过这几年的努力,已经在控制系统主要部件的开发上取得了积极进展,已基本形成了自主的技术开发能力,所欠缺的主要是产品的大规模投运业绩以及技术和经验积累。比如,作为风机控制系统中技术含量最高的主控系统和变频器,国内企业在自主开发上已取得重要进展。东方自控经过几年的努力,已成功开发出DWS5000风机控制系统,并已完成各种测试及风机运行验证,实现了规模化生产,基本形成了自主开发能力。科诺伟业也研制出了兆瓦级机组的控制系统。在变频器方面,东方自控、合肥阳光、清能华福、科诺伟业等一批企业也异军突起,开发出了大功率双馈及直驱机型的变频器,产品已有小批量在风场投运,呈献出可喜的发展势头。随着国内企业所开发风机容量越来越大,风机控制技术必须不断发展才能满足这一要求,如叶片的驱动和控制技术、如更大容量的变频器开发,都是必须不断解决的新的课题,这里不进行详细阐述。当前,由于风力发电机组在我国电网中所占比例越来越大,风力发电方式的电网兼容性较差的问题也逐渐暴露出来,同时用户对不同风场、不同型号风机之间的联网要求也越来越高,这也对风机控制系统提出了新的任务。采用统一和开放的协议以实现不同风场、不同厂家和型号的风机之间的方便互联。目前,风机投资用户和电网调度中心对广布于不同地域的风场之间的联网要求越来越迫切,虽然各个风机制造厂家都提供了一定的手段实现风机互连,但是由于采用的方案不同,不同厂家的风机进行互联时还是会有很多问题存在,实施起来难度较大。因此,实现不同风机之间的方便互联是一个亟待解决的重要课题。需要进一步提高低电压穿越运行能力。风力发电机组,尤其是双馈型风机,抵抗电网电压跌落的能力本身较差。当发生电网电压跌落时,从前的做法是让风机从电网切出。当风机在电网中所占比例较小时,这种做法对电网的影响还可以忽略不计。但是,随着在网运行风机的数量越来越大,尤其是在风力发电集中的地区,如国家规划建设的六个千万千瓦风电基地,这种做法会对电网造成严重影响,甚至可能进一步扩大事故。欧洲很多国家,如德国、西班牙、丹麦等国家,早就出台了相关标准,要求在这种情况下风机能保持在网运行以支撑电网。风机具有的这种能力称为低电压穿越运行能力,有的国家甚至要求当电网电压跌落至零时还能保持在网运行。我国也于今年8月由国家电网公司出台了《风电场接入电网技术规定》,其中规定了我国自己的低电压穿越技术要求,明确要求风电机组在并网点电压跌落至20%额定电压时能够保持并网运行625ms、当跌落发生3s内能够恢复到额定电压的90%时,风电机组保持并网运行的低电压穿越运行要求。应该说,这还只是一个初步的、相对较低的运行要求。在今后可能还会出台更为严格的上网限制措施。这些要求的实现,主要靠控制系统中变频器算法及结构的改善,当然和主控和变桨系统也有密切联系。实现在功率预估条件下的风电场有功及无功功率自动控制。目前,风电机组都是运行在不调节的方式,也就是说,有多少风、发多少电,这在风电所占比例较小的情况下也没有多大问题。但是,随着风电上网电量的大幅度增加,在用电低谷段往往是风机出力最大的时段,造成电网调峰异常困难,电网频率、电压均易出现较大波动。当前,电网对这一问题已相当重视,要求开展建设风电场功率预测系统和风电出力自动控制系统,实现在功率预测基础上的有功功率和无功功率控制能力。事际上,这个系统的建设不是一件容易的事情,涉及到很多方面的技术问题。但是,无论如何说,序幕已经拉开。发展展望从上面的叙述中可以看出,控制系统作为风电机组中最关键的核心零部件,目前仍是国内风电设备制造业中最薄弱的环节,也是国内目前唯一没有实现批量国产化的部件,其主要原因在第二部分中已经分析过。但是,我们也看到,以东方自控为代表的国内一些企业,已经在包括变频器在内的控制系统的自主研发方面迈出了重要的步伐,取得了很多成果。因此,预计再经过两到三年时间,将可实现风机控制系统的全面国产化配套,并具备如海上风机等更大型风电机组控制系统的自主研发能力,这样,风机国产化的最后一个瓶颈也将被突破。同时,借此一角,也呼吁国内的风机用户树立对国产控制系统的使用信心,支持国产化事业的发展。同时,国内企业在服务支持及备件供应方面毕竟有较大的优势,从长远来看,一定会给风电企业带来良好的回报。作者简介:陈建国 男,四川广元人,1992年毕业于浙江大学,同年至东方汽轮机厂工作,先后从事蒸汽轮机及燃气轮机控制系统的开发与调试。目前担任东方电气自控公司副总经理,负责风机控制系统的国产化开发工作。(end)

东方风电坚持以技术创新驱动产品升级和产业发展。针对低风速、高海拔、高湿度、高雷暴、强低温、强沙尘、强盐雾、强覆冰以及复杂山地等各类恶劣气候环境进行了针对性技术研发;集成智能控制、安全管理、效能管理、健康管理和运维管理,提供以智能风机为核心产品、智能诊断为增值服务的智慧风场整体方案,为各类用户提供多样化风电定制服务;依托拥有的国内先进的整机全功率及电网模拟试验台,能实现大功率机组最严苛的电网适应性试验。

上海电气风电公司力争2011年整机销售额达100亿元。

该项目是东方电气获得的陆上单机容量最大、总装机容量最大的风电项目,同时也是国内单体合同金额最大的项目,树立了东方电气风电产业发展的又一里程碑。

这台海上风电机组的研发成功,标志着中国掌握了大容量风电机组设计核心技术,填补了国内海上风机独立研制的空白。单台3.6兆瓦海上风机,每年可发电900万度,节约煤炭约3150吨标准煤,属于零排放。机组具有开放性控制系统,能根据用户需要、不同风场修改;有先进的防腐系统、优异的气动性能,易于安装维护;运用了远程监控系统、自动消防系统、视频监控系统,进一步提高了运行安全性。它是上海电气自己培养的技术团队独立策划、自主设计的大型风机,各项参数都达到国际领先水平。

该项目的中标是东方电气实施“12345”新发展战略、打赢风电产业振兴攻坚战各项部署取得的重要成果。东方电气将不忘初心,携手用户,以高效的项目执行,优质的产品和服务,打造精品工程,让东方风机舞动清洁能源的翅膀,如约为2022年冬奥会赛场上的运动健儿加油,为祖国蓝天更蓝贡献力量。

上海正大力发展低碳环保的新能源经济。上海电气在发展风电产业的过程中,经历了从引进技术到联合设计、再到自主开发的过程。目前,上海电气进军海上风电战略布局基本形成,在江苏投资建立制造基地,具备了3.6-5兆瓦及以上大型风机的生产条件。上海电气临港制造基地建立风机检测中心,配置了全功率试验台,拥有国内主机厂中唯一的临港试验风场,可以完成对风机最全面的检测和测试。

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