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风机技术没有哪种该被抛弃

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-04-11 16:01:10   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:1193


  一石激起千层浪。西门子歌美飒发布的三年战略增长计划,明确陆上风机将全部推行双馈齿轮箱技术,引发关于风机领域直驱和双馈齿轮箱技术的争议。

  媒体解读,国际风机三大制造商(维斯塔斯、西门子歌美飒、GE)陆上风机全部采用双馈齿轮箱技术路线(以下简称“双馈”),给人一种使用直驱技术的企业会受到很大影响的错觉。风机技术路线的选择真那么重要?

  其实未必。风电行业资深专家认为,无论直驱还是双馈技术路线,都有做得好的企业,也有做得差的企业。每种技术各有利弊,没有证据表明哪种技术路线优于另一种。技术路线仅是企业竞争力的一个方面,仅此而已。

  直驱和双馈有什么区别

  双馈和直驱技术,几乎是同时出现的,甚至直驱技术的出现比双馈技术更早些。随着行业内的选择,它在市场份额、公司和技术对应上都有新的变化。

  简单说,双馈、直驱两种技术路线的本质区别,在于双馈型是带“齿轮箱”的,而直驱型是不带“齿轮箱”的。连带在发电机、变频器、齿轮箱等风机主要部件方面,双馈和直驱机型也存在一定的差异。

  最近引起讨论的西门子歌美飒,去年底宣布在陆上风机产品中不再采用直驱技术,但在2017年市场中,西门子歌美飒还贡献了直驱风机的很大比例。根据国际权威风电研究机构FTI的报告,维斯塔斯一家合资公司去年供应海上风电8MW风机采用的是半直驱。

  长期研究风电的施鹏飞认为,这两种技术,只要是成熟的、做得好的,都能在市场里生存。有的公司愿意用双馈,有的公司愿意用直驱,但没有定论说哪种技术更好。

  在此,对两种技术的不同倾向,无所不能做了相应梳理。

  采用双馈风机的公司认为双馈的优势远超直驱。

  他们认为,从发电机看,双馈式异步风电机技术成熟可靠,成本低、重量轻、易维护,可以在小容量情况下采用全风冷;从变频器看,双馈机组变频器容量小,价格低,机组的谐波小;从齿轮箱看,双馈机组采用齿轮箱将风轮转速升高,提高了发电机的效率,且故障率低。

  而直驱式发电机体积和重量相比双馈式机组也大很多,对其轴承等转动部件要求极高。另外,永磁材料容易发生失磁的现象;在海上强盐雾的情况下防腐问题难以解决;同时,它现场不具有可维护性,维修成本高。变频器方面,直驱机组采用的是全功率变频器,价格昂贵,并且变频器产生谐波大。齿轮箱方面,直驱省去齿轮箱会减少齿轮箱的机械故障,却增加了发电机出故障的可能性。


2017年全球新增装机排名前十五家整机制造企业

  采用直驱风机的公司认为,直驱才代表了未来的趋势。

  他们认为,直驱的优点重点体现在:直驱可以在非常宽的风速范围发电;省去齿轮箱,可靠性高,维护性好;电力电子变换装置不需要Active Crowbar;功率因数几乎不受限制,完全可以看做挂在电网上的一个无功发生器。

  自然它也有缺点:驱电机和电力电子装置成本高;直驱电机技术不成熟;为了让风速很低时直驱电机能够发电,导致电机的级对数极多,电机体积很大;而且它只能用水冷缺,这非常麻烦。

  相比之下,双馈也有优点。双馈电机成本低,技术成熟;电力电子变流装置所需要的容量小;可以在小容量情况下采用全风冷。

  但它的缺点却更为突出:双馈的发电所需要的风速范围要求太高,发电量受限制,容易脱网,发电的经济性和稳定性很差;有齿轮箱,五年需要更换一次,维护成本很高;有Active Crowbar,技术上及其困难;电网的适应性差,功率因数受限制。

  综合来看,他们认为双馈的发电的经济性和稳定性很差,电网的适应性差,决定了在风电未来没有发展前途,可能水轮机的交流励磁是其发展方向;而直驱没有致命缺点,是未来的主流技术,如在欧洲已经表现出这个趋势。

  竞争力不体现在技术路线上

  上述风电行业资深专家谈及直驱和双馈技术路线表示,说别人技术不好,有某种对自己技术心虚的原因。目前风电整机市场上,技术路线不同并未对市场份额有什么影响。

  国际权威风电研究机构FTI发布的2017全球风电装机统计年报,对技术路线的市场份额做了统计,显示传统主流技术路线双馈的市场份额从2016年的73.9%下降至68.8%。维斯塔斯、西门子歌美飒、GE是2017年传统高速齿轮传动机型的三大供应商。

  西门子歌美飒在2017年11月宣布,其陆上风机将放弃直驱技术,转为传统的双馈机型.传统高速齿轮传动系统的市场份额今后可能会增长,2017年西门子歌美飒43%新增装机是直驱机型。

  但直驱驱动型风电机组市场也有巨头,市场份额从2016年的25.4%上升至2017年的28.4%。中国企业金风科技是永磁直驱的主要代表,2017年继续保持着自己的领先地位,在2017年新增装机中排名第三,是排名最高的中国企业.金风同时在中国市场2017年新增装机排名第一。Z 电力磁直驱系统领域,德国的Enercon占据绝对优势,在FIT全球新增装机排名中位列第五。

  中速传动系统,也成为半直驱机型也是直驱的一种,市场份额上升至2.9%,比2016年增长2.1%,主要原因是MHI Vestas去年在海上安装V164-8.0MW机组。该技术类型的前三强供应商是MHI维斯塔斯、西门子歌美飒和明阳智能。

  目前号称退出直驱的三大国际风机制造商,主要在陆上风机退出,并没有全部退出。风电行业资深专家认为,每种技术都是有利有弊,技术路线与企业基因有关,而且目前看半直驱技术更适用于大兆瓦风机。

  施鹏飞认为,金风选择直驱的原因是当初跟德国合作,直驱风机维修量比较小,双馈的齿轮箱维修量比较大。归纳而言,两种路线在市场上都能生存,还看不出来谁比谁更好,谁该被淘汰。

  从市场份额看,双馈在前,直驱在后。施鹏飞还强调,两种技术,只要做好了,都能生存下来。技术本身没有高低之分,关键就看谁做得更好,谁家的度电成本更低、取得更多的利润、更能适应市场的需要。(【无所不能 文丨祝粲 张旭东】)

 
关键词: 齿轮箱 技术 风机

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