中國可再生能學會風能專業委員會名譽主任施鵬飛先生

 

　　施鵬飛： 大家好，我對電氣具體技術不太了解，所以在這個會上原來我說想談什么又不好談，因為我上個世紀1981年就開始從事風能利用，所以只能從我親身經歷的這個產業的發展過程，電氣技術的創新，對這個產業的影響談點感想。

 

　　首先談談產業鏈，我體會到我們這個產業鏈空間非常的廣泛。因為它包括從天上——而且現在又提到高空的風怎么利用以及氣象方面——到地面、路上的風電廠，還有海面到海底，以及海底海床的水文地質，所以這個產業鏈非常大。主要的環節有風能資源的評估，規劃設計的咨詢，風電場宏觀選址和微觀選址，整機設計制造，風電場并網設備，并網場建設和運維等。

 

　　整個產業鏈里面相關的電氣技術包含在各個環節里面，比如測風過去只有風杯，現在則有激光，超聲，雷達，還有數字化風能資源圖。從風電場宏觀微觀選址，風電機組是我們電氣里面一個主要的設備，機組里面有住控系統、監控系統、變流器、變槳距機構還有發電機。

 

　　從風電場又有并網的變電站，有組合式、模塊式變電站，風電場運行維護有風電場監控、遠程監控、風電場群監控。另外我們在野外運行有不同環境，大家都知道風電場不是在屋里，都在野外，那么對電氣設備提出了許多特殊要求，高海拔——現在有的風電機組已經裝到海拔4000米高原，低溫有到零下40度，濕熱也可能發霉，海洋有鹽霧腐蝕。

 

　　我個人體會就是說從20世紀70年代，美國依托雄厚的航空工業的基礎，開發理論上效率高的單純機械變槳變速機構，采用同步發電機的機組。美國當時是波音公司，還有西部公司、電氣公司，他們開發的機組。我在1988年去夏威夷考察的時候，還是600千瓦的下風式兩葉片變槳變速的機組，但是由于風速變化頻繁而且劇烈，變槳機構無法及時反應，機組難以正常運行，所以美國雖然它的實力非常強大，但是沒有最終發展出本國的產業。

 

　　而在同一個時期，丹麥依托他自己長期實踐的經驗開發出了定槳定速采用異步發電機，轉速由電網頻率控制，從幾十千瓦小機組起步，不斷改進，逐漸增大容量，實現百千瓦級機組的批量生產，雖然效率低，但是結構簡單，運行非?？煽?。20世紀80年代美國有一個激勵政策就是稅收減免，州政府有、聯邦政府也有，所以形成了加利福尼亞州的風電建設高潮。由于美國生產的風電機組大部分被吹壞了，所以雖然是高技術但是它的可靠性非常差。后來就大量采購了丹麥的風電機組，奠定了丹麥風電到今天成了一個風電強國的地位，在市場里頭站穩了腳跟。

 

　　但是失速調節型機組雖然得到市場認可成為主流，但是由于受到的氣動載荷大，葉片和塔架等部件都比較重，所以對變槳變速技術的探索一直持續。直到20世紀90年代中期電力電子技術發展比較成熟，才開發出雙饋發電機通過變流器與電網連接的變速恒頻技術，而且變槳機構也日趨完善，降低了風速及整機承受的摧毀。

 

　　在21世紀的頭10年，風電機組的發電機除了主流的雙饋發電機，陸續出現了直驅的低速永磁發電機、半直驅的中速永磁發電機，各有特點，只要能揚長避短，運行可靠，度電成本降下來，都可以保持一定的市場份額。

 

　　這個是我統計的2015年不同機組類型在新增的裝機容量的比例，雙饋還是主流，占65%；低速永磁直驅占62%。在累計方面2015年雙饋還占70%，直驅占25%。

 

　　另外我就把歷年來的風機進行統計，各種不同機型列了一個表，在2001年定槳定速占幾乎90%，到2015年新增裝機容量是0；變槳變速的雙饋在2001年在我們國家只占10%，到了2015年已經到了65%；其他的機型已經占了3%，直驅占32%，大家可以看到一個在降一個在升。從累計的容量來看，2001年我們幾乎全都是定槳定速，到了2015年已經到了3%，當然我們的市場總量也是非常大的，雙饋從2001年只占1%左右升到70%，其他的也開始上升了，就連半直驅的也占到了2%，這就是我們技術的不同類型的發展趨勢。

 

　　進到了21世紀就是第二個十年，隨著互聯網、大數據和云計算技術的發展，融入到風電設備和監控系統中，單機發電最大化已不是目標，現在不斷追求的是全壽命期風電場或集群的整體效益，達到投資效益最大化，這是我們現在最終要追求的目標，大數據技術都在各個公司普遍發展。

 

　　為了實現投資目標最大化，每臺機組的控制系統都聯接相關的互聯網，根據整體利益調整，也就是智能機組，所以智能風電機組和智慧風電場成為發展趨勢。這是對單機的集中監控，這是明陽正好去年7月13日天鴿臺風經過的時候，它都可以看到情況。

 

　　最后我的結語就是說風電產業鏈非常廣泛，從空中氣象到陸地、高山、平原，從海面深入到海床，產業鏈每個環節上都有電氣創新的空間。電氣創新推動了風電產業發展，機組從定槳定速轉化為變槳變速，進而實現多種類型同臺階競技，效率持續提高。運用大數據、云計算等新一代信息技術，最終實現遠程風電機組的后臺監控和全生命周期管理，成本不斷下降。要滿足我們現在平價上網要通過技術創新，風電機組智能化必須在高水平傳統制造工藝的基礎上發展，首先得把我們的硬件質量做得可靠性高。我們智能化，互聯網才能最終實現你要達到的要求。

 

　　最后要期待更多的電氣創新，現在能想到的一個就是超導發電機可能會為未來風電產業帶來巨大的變革，當然這個難度也非常高，美國超導公司搞了很多年，遠景也有這樣的課題，但是我希望未來能夠有所突破，使我們風電產業能夠更上一層樓，謝謝大家！