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摘 要：工业革命以来，世界能源消费剧增，生态环境恶化，人类受到前所未有的危机。风力发电作为清洁能源的代表，正日益受到各国的关注，世界各国投入了大量人力物力开发风力发电。本文主要包括近些年来国内外风力发电产业发展背景，并对大型风电机组的类型，优缺点进行了介绍。
关键词：风力发电 双馈式 直驱式
一.国内风电产业快速发展背景
随着世界能源消费剧增煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。
预计到2020年我国石油的对外依存程度将达60%。我国的能源安全尤其是石油安全问题日趋严峻。同时，煤烟型污染给生态环境带来严重的问题，占大气污染占70%以上。中国的风能资源丰富、中国的电网条件较好、中国的风电制造业发展迅速促进了风力发电在我国快速发展[1]。
二.国内风电产业发展现状
2010年底，我国风电累计装机容量达到4473万千瓦，超过美国跃居世界第一。其中新增装机容量1893万千瓦，保持了全球第一的排名。据预测，到2020 年时中国风电装机容量有望达到3亿千瓦左右，大幅高于官方最新预期的2.3亿千瓦[2]。
目前我国的海上风电开发规划是，重点建设江苏、山东基地，推进河北、上海、浙江等地的海上风电建设。在浙、闽等东南沿海省份，台风的破坏力非常强，现有的海上风机并不足以抵御这一风险。纵观我国风电产业技术现实和前沿技术的发展，目前国内风电制造技术发展主要特点：①水平轴风电机组技术成为主流；②风电机组单机容量持续增大；③变桨变速功率调节技术得到广泛采用；④双馈异步发电技术仍占主导地位；⑤直驱式、全功率变流技术得到迅速发展；⑥大型风电机组关键部件的性能日益提高；⑦智能化控制技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命；⑧恶劣气候环境下的风电机组可靠性得到重视；⑨低电压穿越技术应用[3]。
三.几种大型风电机组的比较
在种类繁多的风力发电机组机型中， 按转速恒定与否可分为定速恒频发电机和变速恒频发电机（直驱式，半直驱式），其中无齿轮直驱技术和半直驱技术是当今世界风电产业的主流技术。＼
3.1定速恒频异步发电机组
在国内已运行的风电场大部分机组是异步风力发电机。主要特点是结构简单，运行可靠，价格较便宜，此种发电机为定速恒频机组。运行中转速基本不变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小，因而，发电能力比新型机低。同时，运行中需要从电力系统中吸收无功功率。为满足电网对风电场功率因数的要求，采用在机端并联补偿电容器，其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量电容器。由于风速大小随机变化，驱动异步发电机的风力机不可能经常在额定风速下运转，为了充分利用低风速时的风能，增加全年发电量，近年广泛应用双速异步发电机。
3.2无轮直驱式
齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机组中属易过载和过早损坏率较高的部件， 因此齿轮箱的存在也成为制约风力发电机组发展的因素之一。基于此现状，从20世纪末开始，以德国Enercon公司为首的风电机组制造商推出了一系列无齿轮箱直驱式风力发电系统。
直驱型风力发电机采用水平轴，三叶片，上风向，变桨距调节，直接驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方案，相对于传统的异步发电机组其优点如下：
1.由于传动部件的减少，提高了风力发电机的可靠性和可利用率。
2.永磁发电机技术及变速恒频技术的采用提高了风力发电的效率。
3.机械传动部件的减少降低了风力发电机的噪音。
4.可靠性的提高降低了风力发电的维护成本。
然而国内外很多专家认为， 大型直驱永磁发电机机型是未来风力发电技术的主要发展方向。
3.3半直驱式
德国Aerodyn公司借鉴市场上直驱机型和齿轮
箱型的优点， 推出半直驱的设计概念， 即Multibrid技术。其技术特点主要体现为： 机组采用了相对可靠的一级行星齿轮和适当的增速比， 一级行星齿轮与发电机集成在一起， 构成了发电机单元。风机的叶轮和发电机单元直接相连接， 使风机所用的部件减少。风机采用永磁同步发电机， 并适当地增加了发电机的级数AC- DC-AC變频器并网， 使风机全操作范围内效率较高， 在偏载输出时减少了能量波动。
该机型兼有直驱型和齿轮箱型2种风机的优点：发电机体积比直驱式的发电机体积小，因此，在整体上该机型体积小了很多； 该机型的增速箱速比也比双馈式增速箱速比小，因此，齿轮箱故障发生率
大大减少；安装时，可以进行整体吊装，从而缩短了安装时间，降低了成本；同时该机型发电质量好，可靠性高。不足之处由于齿轮箱的存在，还需定期的维护，需要一定的费用，但从整体来讲，总成本已经下降，属于一种可靠、经济型产品。
结束语：
本文先介绍了风电行业国内外最新的发展现状，然后介绍了定速恒频异步感应发电机及2种变速恒频风力发电机组机型（直驱式、半直驱式） 的技术特点，可知双馈机型仍然是当今世界风机产业主流技术；若采用直接驱动方案，无需增速齿轮箱，则可降低运行噪声，提高可靠性； 若采用半直驱驱动方案，则只需一级增速齿轮箱驱动多级数发电机即可，因而该机型兼顾了直驱型和双馈型2种风机的优点。实际上，直驱式和半直驱式是今后风力发电的两个重要发展方向。
关键词：风力发电 双馈式 直驱式
一.国内风电产业快速发展背景
随着世界能源消费剧增煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。
预计到2020年我国石油的对外依存程度将达60%。我国的能源安全尤其是石油安全问题日趋严峻。同时，煤烟型污染给生态环境带来严重的问题，占大气污染占70%以上。中国的风能资源丰富、中国的电网条件较好、中国的风电制造业发展迅速促进了风力发电在我国快速发展[1]。
二.国内风电产业发展现状
2010年底，我国风电累计装机容量达到4473万千瓦，超过美国跃居世界第一。其中新增装机容量1893万千瓦，保持了全球第一的排名。据预测，到2020 年时中国风电装机容量有望达到3亿千瓦左右，大幅高于官方最新预期的2.3亿千瓦[2]。
目前我国的海上风电开发规划是，重点建设江苏、山东基地，推进河北、上海、浙江等地的海上风电建设。在浙、闽等东南沿海省份，台风的破坏力非常强，现有的海上风机并不足以抵御这一风险。纵观我国风电产业技术现实和前沿技术的发展，目前国内风电制造技术发展主要特点：①水平轴风电机组技术成为主流；②风电机组单机容量持续增大；③变桨变速功率调节技术得到广泛采用；④双馈异步发电技术仍占主导地位；⑤直驱式、全功率变流技术得到迅速发展；⑥大型风电机组关键部件的性能日益提高；⑦智能化控制技术的应用加速提高了风电机组的可靠性和寿命；⑧恶劣气候环境下的风电机组可靠性得到重视；⑨低电压穿越技术应用[3]。
三.几种大型风电机组的比较
在种类繁多的风力发电机组机型中， 按转速恒定与否可分为定速恒频发电机和变速恒频发电机（直驱式，半直驱式），其中无齿轮直驱技术和半直驱技术是当今世界风电产业的主流技术。＼
3.1定速恒频异步发电机组
在国内已运行的风电场大部分机组是异步风力发电机。主要特点是结构简单，运行可靠，价格较便宜，此种发电机为定速恒频机组。运行中转速基本不变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小，因而，发电能力比新型机低。同时，运行中需要从电力系统中吸收无功功率。为满足电网对风电场功率因数的要求，采用在机端并联补偿电容器，其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量电容器。由于风速大小随机变化，驱动异步发电机的风力机不可能经常在额定风速下运转，为了充分利用低风速时的风能，增加全年发电量，近年广泛应用双速异步发电机。
3.2无轮直驱式
齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机组中属易过载和过早损坏率较高的部件， 因此齿轮箱的存在也成为制约风力发电机组发展的因素之一。基于此现状，从20世纪末开始，以德国Enercon公司为首的风电机组制造商推出了一系列无齿轮箱直驱式风力发电系统。
直驱型风力发电机采用水平轴，三叶片，上风向，变桨距调节，直接驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方案，相对于传统的异步发电机组其优点如下：
1.由于传动部件的减少，提高了风力发电机的可靠性和可利用率。
2.永磁发电机技术及变速恒频技术的采用提高了风力发电的效率。
3.机械传动部件的减少降低了风力发电机的噪音。
4.可靠性的提高降低了风力发电的维护成本。
然而国内外很多专家认为， 大型直驱永磁发电机机型是未来风力发电技术的主要发展方向。
3.3半直驱式
德国Aerodyn公司借鉴市场上直驱机型和齿轮
箱型的优点， 推出半直驱的设计概念， 即Multibrid技术。其技术特点主要体现为： 机组采用了相对可靠的一级行星齿轮和适当的增速比， 一级行星齿轮与发电机集成在一起， 构成了发电机单元。风机的叶轮和发电机单元直接相连接， 使风机所用的部件减少。风机采用永磁同步发电机， 并适当地增加了发电机的级数AC- DC-AC變频器并网， 使风机全操作范围内效率较高， 在偏载输出时减少了能量波动。
该机型兼有直驱型和齿轮箱型2种风机的优点：发电机体积比直驱式的发电机体积小，因此，在整体上该机型体积小了很多； 该机型的增速箱速比也比双馈式增速箱速比小，因此，齿轮箱故障发生率
大大减少；安装时，可以进行整体吊装，从而缩短了安装时间，降低了成本；同时该机型发电质量好，可靠性高。不足之处由于齿轮箱的存在，还需定期的维护，需要一定的费用，但从整体来讲，总成本已经下降，属于一种可靠、经济型产品。
结束语：
本文先介绍了风电行业国内外最新的发展现状，然后介绍了定速恒频异步感应发电机及2种变速恒频风力发电机组机型（直驱式、半直驱式） 的技术特点，可知双馈机型仍然是当今世界风机产业主流技术；若采用直接驱动方案，无需增速齿轮箱，则可降低运行噪声，提高可靠性； 若采用半直驱驱动方案，则只需一级增速齿轮箱驱动多级数发电机即可，因而该机型兼顾了直驱型和双馈型2种风机的优点。实际上，直驱式和半直驱式是今后风力发电的两个重要发展方向。