淺析水平軸風力發電機組的技術發展趨勢(圖表)

前　言
　　在能源和環境雙重危機的巨大壓力下，基于無污染、可再生的風能而發展起來的風力發電成為世界各國積極倡導和支持的戰略性新興產業。特別是在最近十幾年的時間里，并網型風力發電機組（以下簡稱機組）得到了大規模的開發和應用。在全球風電裝機容量逐年遞增的大浪潮中，風力發電在我國電力系統中的比重也呈逐年增長的趨勢，據統計，2013 年我國風電發電量達1349 億千瓦時，占全年國內發電總量的2.63%（如圖1 所示），僅次于火電和水電，自2012 年以來繼續保持我國第三大電源的地位。

在目前的并網型機組中，水平軸風電機組占據著主導地位。從早期的定槳距恒速恒頻到現在普遍應用的變槳距變速恒頻，風電機組技術經歷了從第一代到第二代的革新。目前，水平軸機組的主要代表是雙饋型機組（帶增速齒輪箱的）和直驅型機組（不帶增速齒輪箱），這兩類機組在2011 年我國新增風電機組中的總占有率高達97% 以上，其余還有以半直驅、混合驅動或緊湊型為代表的中速全功率變流機組，以采用高速同步發電機和高速籠型異步發電機為代表的高速全功率變流機組等。常見的水平軸機組可按發電機的不同轉速范圍分類，如圖2 所示。

　　1. 從“恒速”到“變速”的變革
　　直到20 世紀90 年代末，恒速機組的概念仍然支配著市場，約30% 的實際在運的機組都屬于這類機型[3]。國內應用最廣泛的恒速機組為恒速恒頻籠型異步發電機系統，該系統的結構簡單可靠、成本低，但由于槳葉不可調節，無法跟蹤最大Cp 值，所以對風能的利用并不充分。