我国直驱永磁风力发电机组发展情况介绍

　　一、概况

　　直驱式风力发电机，是一种由风轮直接驱动发电机的风力发电机组，亦称无齿轮风力发电机组，这种风力发电机采用多极发电机与风轮直接连接进行驱动的方式，免去了齿轮箱这一传统部件。由于目前在某些兆瓦级风力发电机组中齿轮箱是容易过载和损坏率较高的部件，而无齿轮箱的直驱方式能有效地减少由于齿轮箱磨损问题而造成的机组故障，可有效提高系统运行的可靠性和寿命，减少维护成本，因而得到了市场青睐。此外，直驱式风电系统主要采用全功率变流技术，该技术可使风轮和发电机的调速范围扩展到0 %～150% 的额定转速，提高了风能利用范围。且全功率变流技术对低电压穿越技术有很好的解决途径，为直驱式风力发电机进一步发展增加了优势。

　　对于直驱式风力发电机的研究，国外从20世纪90年代就开始了。1992年，德国ENERCON公司开始研制直驱式励磁风力发电机组。1997年，世界风力发电机市场上出现了该公司开发的E-33、E-48、E-70等型号的直驱式励磁变速变桨距风力发电机组。这些容量330kW～2MW的高产能、运行维护成本低的先进机型的优点逐渐显露，引起了风电场开发商的青睐。2004年以来，直驱式风力发电机的年安装量逐年增加。目前，德国ENERCON公司研制的直驱式励磁风力发电机组已有多个品种，最大功率已达到7MW，该公司生产的直驱式励磁风力发电机组，在2009年占据德国风电市场55%以上的份额。荷兰Largewey风电公司现在也开始生产2MW的直驱永磁风力发电机组，并已经进入欧洲市场。近来，德国西门子公司开发了3.6MW直驱永磁同步风力发电机组样机和3MW直驱永磁同步风力发电机组，技术可利用率达98%。

　　我国的中小型风力发电机组，从100瓦到100千瓦都是直驱永磁风力发电机组，2009年中小型直驱永磁风力发电机组产量约10万台。到目前为止，中小型直驱永磁风力发电机组已经累计生产约60万台，是世界上生产、应用最多的国家。在大型并网风力发电机组开发领域，我国也拥有世界领先的直驱永磁风力发电机组制造技术。2009年，我国新增大型并网直驱永磁风力发电机组装机容量约240万千瓦，而德国新增直驱励磁风力发电机组装机容量约115万千瓦。因而，我国是2009年全球安装大型直驱式风力发电机组最多的国家。现今，我国有19家企业在从事大型并网直驱永磁风力发电机组的研发生产，也是全球大型并网直驱永磁风力发电机组生产企业最多的国家。我国在1.5MW直驱永磁机组已经实现大批量生产的基础上，又推出2.5MW直驱永磁机组，已经完成五台样机的安装，目前已进行6.0MW直驱永磁风力发电机组研制项目。

　　二、直驱永磁风力发电机组特点

　　直驱永磁风力发电机有以下几个方面优点：

　　1.发电效率高：直驱式风力发电机组没有齿轮箱，减少了传动损耗，提高了发电效率，尤其是在低风速环境下，效果更加显著。

　　2.可靠性高：齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件，直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。同时，机组在低转速下运行，旋转部件较少，可靠性更高。

　　3.运行及维护成本低：采用无齿轮直驱技术可减少风力发电机组零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本。

　　4.电网接入性能优异：直驱永磁风力发电机组的低电压穿越使得电网并网点电压跌落时，风力发电机组能够在一定电压跌落的范围内不间断并网运行，从而维持电网的稳定运行。

　　直驱型风力发电机组没有齿轮箱，低速风轮直接与发电机相连接，各种有害冲击载荷也全部由发电机系统承受，对发电机要求很高。同时，为了提高发电效率，发电机的极数非常大，通常在100极左右，发电机的结构变得非常复杂，体积庞大，需要进行整机吊装维护。且永磁材料及稀土的使用增加了一些不确定因素。   

　　三、我国直驱型风力发电机组制造企业概况