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风电设备制造技术趋势分析

齿轮箱+高速发电机传动的发电技术仍将长期占据主导地位在全球领先的风电设备制造企业中，VESTAS、GEWIND、华锐风电、GAMESA、SUZLON、ACCIONA、NORDEX以及REPOWER等均采用双馈技术，市场份额超过80%。德国REPOWER公司利用该技术开发的机组单机容量已经达到5MW。与此同时，各大风电设备制造商都在加快研制齿轮箱+高速发电机+全功率变频或齿轮箱+调速装置+同步发电机的传动型式的新型风电机组。随着齿轮箱制造技术的进一步发展，该技术在相当长的时间内仍将继续占据市场主导地位。
海上风电技术已成为重要研发方向将风电场建在海上，不仅节约了土地资源，同时利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源，从而降低风力发电的成本。欧洲许多国家都制订了大规模开发利用海上风力资源的计划，而美国已有学者认为，海上风电完全可提供全美国所需的全部电能。公司认为，海上风电在未来几年将进入爆发式增长阶段。目前，海上风电的关键技术和产业化瓶颈在于海上风电机组技术研发和产能，全球海上风电的主要机型有VESTAS的3MW，SIEMENS的3.6MW，REPOWER的5MW，以及华锐风电的3MW机型。5MW及5MW以上风电机组将是未来海上机组的发展方向。
水平轴风电机组技术成主流水平轴风电机组技术，因其具有风能转换效率高、转轴较短，在大型风电机组上更具有经济性等优点，使之成为世界上风电发展的主流机型，占到95%以上的市场份额。同期发展的垂直轴风电机组因风能转换效率不高、启动、停机和变桨困难等问题，市场份额极小。
机组大型化成为风电技术和产业发展方向近年来，世界风电市场中风电机组的单机容量持续增大。在欧洲和北美地区，陆地主流机型向3MW发展，海上主流机型由3MW向5MW发展。目前，美国7MW风电机组已经研制成功，西班牙8MW风电机组已经开始进行地面试验，英国10MW机组也正在进行设计。
变桨变速协率调节技术广泛采用变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全和高效等优点，近年在大型风电机组上得到了广泛应用。结合变桨距技术的应用以及电力电子技术的发展，绝大多数风电机组制造企业使用变速恒频技术，开发出变桨变速风电机组，进一步完善和提高了风能转换效率。定桨距失速机组已成为市场淘汰机型。
直驱技术有待进一步实施和完善无齿轮箱的直驱方式是近年来风电技术的一个研究热点，分为励磁直驱和永磁直驱两种形式。采用励磁直驱无齿轮箱系统的德国ENERCON等公司，拥有国际市场15%左右的市场份额，机组性能稳定、技术成熟。永磁直驱方式是近年来开发的风电机组技术，该技术没有齿轮箱，减少了一些机械故障点，但是永磁发电机也增加了一些困难，如永磁部件在长期强冲击振动和大范围温度变化条件下的磁稳定性问题，以及强磁性条件下机组维护困难等问题。这种技术尚未成为成熟的主流技术，有待进一步实验和完善。
大功率变频技术取得发展随着功率器件和发电机技术的发展，全功率变频技术得到了发展和应用。应用全功率变频的并网技术，调速范围有所加大，可以提高风能的利用范围。由于该技术对低电压穿越功能有很好且简单的解决方案，有一定的发展前景，但目前与双馈技术相比缺少成本优势。

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