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湘电风能:直驱型风力发电机组用于海上风电

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-08-06  浏览次数:192

  在7月初举行的上海国际海上风电及风电产业链大会上,湘电风能有限公司龙辛先生做了“直驱型风力发电机组用于海上风场将给您带来更好的长期投资收益”的演讲。北极星风力发电网整理现场内容如下:

  【龙辛】:非常容幸,今天有这个的机会跟大家交流,前面几个专家已经说得很专业了和全面了。我今天跟大家说的题目是“直驱型风力发电机组用于海上风场将给您带来更好的长期投资收益”。因为我们现在不管是直驱也好,双馈也好,还是带全功率变频的机型也好,最主要的目的就是赚钱,有投资收益,这个题目可能不是很合适,是给投资商做的报告。我想从三个方面做一个介绍,一个就是简单介绍一下中国、欧洲海上风电技术的介绍。第二个说说到底是直驱好不好,这个大家争论很多,还是第三个简单说一下我们湘电目前5兆瓦的工作。

  我们到今天海上风电有2.3兆,国内也装过2兆瓦左右的试验,有3兆瓦,4兆瓦,5兆瓦,8兆瓦都有,当然都是样机,从采用的技术路线来说,西门子,上海电气,“远景”他们用的是4兆瓦,3.6兆瓦,目前有样机,他们提出来就是齿轮箱和“一波”发电机。在欧洲,“花蕊”也是双发电机。像“阿尔斯通”“西门子”还有我们湘电“金风”都采用直驱方面样机的测试。“三绫重工”用的磁发动机,但是传动是受控的,我们觉得它很有特色。简单说说,这个都是从网上弄到的资料,有样机,有下线的,这个是联合动力的,“啊瑞挖”这个有“阿尔斯通”的,有西门子的,前面有专家提到过,我们是在2012年5月28号吊桩成功是3月15号,在福建附近的沿海安装的样机,现在发电两年半了,我们同样一个机型,在11年年底在河南安装了一台,我们就直驱型海上风机的试验机来说,全世界直驱的也就是我们,发电事实这么长,两年半也就是我们。

  第二个话题就是关于到底直驱,还是要齿轮箱,这个问题从04年05年接触风电的时候就开始做这方面思想研究,德国有一家公司我们知道,业内叫“啊内卡”它以前70年代80年代是做小型的,后来出了一些问题以后,就全部转向直驱了,到现在位置全部只在直驱,他们在德国市场份额在60%左右,他们在其他国家的表现不如“维斯他”好,但是德国人是很保守的国家,而且过程人他们逻辑思维很严谨,他们为什么坚守直驱,有人说在德国有支持,风场开发有支持,它有它的特殊性,这个是有分歧的,我觉得最主要的还是它的可靠性的优势我们有同事在河南,我们收购的河南公司,我们河南公司的同事跟他们聊天,他们说欧洲的做风机服务的,他说除了“啊内卡”风机以外,其他风机不敢恭维,所以说这个公司在宣传册里面说,一台直驱发电机在20年里面旋转的总的圈数,与一台双馈机在三个月里面,整个圈数相加可以到80亿圈,这个概念很有意思,这里横坐标是20年,纵坐标表示双馈风机3个月里面的圈数,这个有点道理,不完全对,直驱风机优点,第一个结构简单,传统部件少,从这个角度来说,它的成本降低了,第二个就是没有齿轮箱,不用更换润滑油,当然还有变桨驱动的减速箱小的是有的,但是不用更换,这样维护的成本就降低了。

  第三个就是直接跟发电机联起来,钢度非常好,振动小,我发动机跟叶片都是每分钟10转多,不到20转,振动很小,同时对我们轴系来说,对我们来说我们湘电轴承是1个轴承,轴系上传统部件非常少,所以一定可靠,这个不用争论,昨天有一个业内的专家跟我说说,我双馈风机,或者是增收型风机我把每一个部件做好了,质量一样好,我说你说得对,但是1000个零部件跟100个零部件比,我的前提条件是零部件都是向东的,肯定是零部件少的可靠。你说一个零部件都做不好,那没有讨论的基础了,而且现在从实践证明来说,在2兆瓦市场,1.5兆瓦市场,我们的口碑大家都知道。这个是市场做的事,当然做进一步比较的话,直驱和增收型风机,双馈机箱,噪声一定会大一点,这个是没有办法的事情,还有一个问题,这个齿轮箱,你从900转,一直到1800转,中间会有几个点会发生振动,或者共振,就像我们开汽车一样,你开汽车手动挡一直开到120码完全可以,但是其中一定会有共振的,通过换挡把它避开。全功率电流,大家都知道,它优点就是把电网和发电机隔开,就把它隔开了,电网的电压会有波动。通过这样,风机船动力载荷也有好处,冲击载荷大大降低。

  对海上风电来说,我们机舱所有的包括变电器都要密封,跟外面没有直接的空气交换,这一点在这里我可以吹牛我们做得最好。我们2兆瓦的设定就是按照海上设计的。我们做得非常干净,可利用率,我们现在大家都可以做到,在福建都是99%,在北方可能冬天的时候,我们早期使用蓄电池,备用蓄电池可能故障率高一点,现在用的都是电容。我认为都差不多,没有本质区别。就算你的控制系统有一点小毛病也是可以改的,换一个电容,换一个电阻,这个都是小问题。

  直驱有一个缺点,就是我们早期的投入,一次性投入会高一点,这个是没办法,至少我变电器是100%,你双馈是30%40%左右。这个是一次性投入黄要低一点,所以现在很多业主,又想用我们的直驱风机,又想花同样的价钱,这个是不公平的,我们一直在说这个,以后你不需要换油了。不能只有你赚钱,我们不过日子不行。

  对直驱风机来说,这个技术不断的演进,进步,现在也解决了一些早期的问题,但是它有天生的问题,比如说对冲的问题,我们湘电有一个事业部专门做双馈的发电机,最近两三年我们双馈发电机的产量我们也是在全行业来面最多,早期做双馈发电机的企业由先驱变成了先烈,现在从质量来说我们湘电做的最好。还有刚刚讲的对冲,因为你轴系很长,你这里一个风能,大轴承,齿轮箱,里面大概有9个齿轮,大齿轮小齿轮,大概有9个,一个齿轮有2个轴承,一共18个轴承,然后发电机2个轴承,这个传动链很复杂,只要对冲一点点不好,就会振动,就会造成轴承的早期失效。所以为什么我们湘电技术引进,我们反复比较,后会觉得还是走直驱,而且双馈发电机还有一个毛病就是它的滑环,你的转速是1500转或者是1800转,但是还是在1000转左右,长期旋转下来没有办法,我们湘电一年大概做8000台到1万台,各种电机,我们湘电每年做各式各样的电机,在火电厂,自来水电场,两年一小修,四年一大修。再说说我们湘电在直驱方面做的工作。

  实际上我们湘电在进入风电整机方面是晚的,我们是06年6月份才开始的,但是我们为了可以赶上这趟车,我们在金融危机以后我们收购了荷兰的一家公司,这样才使得我们在5兆瓦的风机能够在比较短的时间里面,在国内装样机我们是跟“花蕊”同时装的,我们粮价前后差20天,我们就走到前面了。当然海上开发的目标是结构更紧凑,性能更优越,同时具有全球的竞争有时,所以我们湘电的风级跟德国人在北海签了一个合同。在国内有几个项目一直在谈,但是到目前还没有跟国内签过。业主投资商应该理性的考虑这个,有一个样机,风机运行了2年,我觉得跟运行三个月没什么区别,因为我们讨论的是这个至少要20年25年,别的不说,至少用10年,所以用3个月跟已经运行的两年没区别。而且我个人认为,所有的风机,三年五年不应该有问题的。大部件三五年不能有问题,如果两年你叶片到了,齿轮箱就换了,那只能说明你水平太低了,不能参与这个游戏。

  我们现在5兆瓦的系列,现在就有几个规格,一个是115米,128米,这个是5兆瓦,我们在福建装的都是这个,我们在张家口装了一个5兆瓦的,128米的风机现在在吊桩。同时我们还有一个方案就是4.5兆瓦的,我们想我们基本的平台跟电桨驱动,轴承不改变,把叶片改一改,我们在长江以北做这个方案,现在西门子在国内推出的4兆瓦,130米,跟我们这个有可比性,同时我们这个机型也适用于1类B,2类B,3类B,应该说对中国的海上风电比较合适的。当然具体以后还可以商量,可以是单桩结构,多桩结构三桩结构都可以,这个是我们风机机头的结构。如果把这个重量除以面积的话,行业里面我们是最轻的。我们采取了一些特殊的技术,比如说我们转速比较高一点,有18转,通常5兆瓦转速只有13转到15转,这个是发电机,这个发电机135吨,我们在欧洲装了一台,就我们所掌握的数据,目前位置这个是最大型的产品,135吨,这个是我们轮毂,这个是变频器,这个是塔筒的设计,这个是我们通风冷却系统。这个是我们的装配的情况,这个是我们做的一些研究,比如说窄头,分析情况,结构的分析我们做了大量的工作。这个是制造机发电的过程,这个是做实验的过程,这个发电机是6米,我们做了2台,我们叫背靠背试验。这个发电机一定要连续工作8个小时,5兆瓦,这个是高速叶片做的研究,这个是跟叶片公司一起做的,对叶片来说,海上风电要考虑前沿的腐蚀问题,要贴一层膜。

  几年以前,我们在启东,长江口,装了一个负压筒技术的样机,2.5兆的,这个是我们在河南安装的样机,这个是在福建的样机,这个是我们实际运行的情况,这个是我们实际的输出,为什么把这个跟2兆瓦放一起,做一个比较,从我们从这个风场实际情况来看,这个跟2兆瓦做比较,业主也认可的,在福建可以到4000小时以上。谢谢各位。

 
 
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