能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是人類生產(chǎn)和生活必需的基本物質(zhì)保障。能源和環(huán)境危機(jī)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾，促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，風(fēng)電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位日益受到重視。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)能源的需求也越來越高。

　　長(zhǎng)期以來，我國(guó)電力供應(yīng)主要依賴火電。據(jù)了解，“十五”期間，我國(guó)提出了調(diào)整能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略，積極推進(jìn)核電、風(fēng)電等清潔能源供應(yīng)，改變過渡依賴煤炭能源的局面。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。

　　一、我國(guó)風(fēng)電裝備現(xiàn)狀

　　據(jù)了解，全國(guó)陸地可利用風(fēng)能資源3億千瓦，加上近岸海域可利用風(fēng)能資源，共計(jì)約10億千瓦，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　為了合理有序的開發(fā)現(xiàn)有風(fēng)能資源，首先需要進(jìn)行的就是加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系建設(shè)，扶持建立風(fēng)能資源評(píng)價(jià)，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)選址，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)規(guī)范，設(shè)備檢測(cè)與認(rèn)證的專門機(jī)構(gòu)。培育一批風(fēng)電技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，建成較健全的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系。建設(shè)2～3座公共風(fēng)電測(cè)試試驗(yàn)基地，為風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品認(rèn)證和國(guó)內(nèi)自主研制風(fēng)電設(shè)備提供試驗(yàn)檢測(cè)條件。目前，工信部與國(guó)家能源局等相關(guān)管理部門目前正研究制定規(guī)范風(fēng)電投資市場(chǎng)，完善風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量認(rèn)證體系的相關(guān)政策，保證風(fēng)電產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)成本降低。

　　風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步不應(yīng)盲目追求風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量，而應(yīng)從我國(guó)各地區(qū)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源的優(yōu)劣、當(dāng)?shù)仉娏π枨蠹半娋W(wǎng)輸配電能力狀況、風(fēng)機(jī)性能及發(fā)展通盤規(guī)劃，有序調(diào)控、全面協(xié)調(diào)、均衡平穩(wěn)地發(fā)展。

　　我國(guó)風(fēng)電裝備現(xiàn)狀

　　風(fēng)機(jī)設(shè)備主要由底座、塔筒、機(jī)艙、輪轂、葉片、箱式變壓器及電氣等部分組成。各種機(jī)型設(shè)備的重量不同，塔筒的高度不同，一般是隨風(fēng)力高度分布情況而確定。目前，風(fēng)力發(fā)電逐漸向大功率機(jī)組發(fā)展，要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可靠、壽命周期長(zhǎng)，因此對(duì)零部件的精度、功能要求高。

　　(1)發(fā)電機(jī)組。風(fēng)電用發(fā)電機(jī)組的原理和結(jié)構(gòu)與火電等其它發(fā)電機(jī)基本一樣，從制造角度上看沒有太大難度，能制造火電發(fā)電機(jī)組的企業(yè)，一般都能滿足制造風(fēng)電用發(fā)電機(jī)組的要求。但是，由于風(fēng)電采用變頻聯(lián)調(diào)和空一空冷卻等設(shè)備，以及要求20年以上工作壽命，故需要更高的穩(wěn)定性和可靠性以及其他特殊的要求。

　　(2)齒輪變速箱。風(fēng)機(jī)的變速箱主要由箱體、行星輪系和變速機(jī)構(gòu)等組成。其中變速箱內(nèi)行星輪系和變速機(jī)構(gòu)加工量大、難度高。涉及的齒輪加工機(jī)床中，大規(guī)格數(shù)控齒輪機(jī)床普遍要求高效、重載、重切、剛性好的特點(diǎn)(主要依靠進(jìn)口，中小型使用國(guó)產(chǎn))。

　　(3)葉片。風(fēng)機(jī)的葉片大多采用環(huán)氧玻璃纖維或碳纖維等復(fù)合材料制作。葉片設(shè)計(jì)主要采用全三維氣動(dòng)仿真和結(jié)構(gòu)有限元仿真，使用真空灌注工藝進(jìn)行葉片生產(chǎn)。機(jī)械加工較少，部分需要沖切成型。

　　(4)塔筒。風(fēng)電塔筒一般采用普通鋼板材料，輥壓卷曲焊接而成。其直徑約咖3m一4,5m，高約80m一100m，內(nèi)部設(shè)有升降機(jī)構(gòu)。加工制造主要需要大型卷板機(jī)和焊接設(shè)備，大型切割設(shè)備等。

　　二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的問題

　　1.產(chǎn)能過剩、競(jìng)爭(zhēng)激烈

　　風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，在短短的幾年內(nèi)，中國(guó)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)從2004年的6家急劇擴(kuò)張到了現(xiàn)在的70多家。此外，風(fēng)電設(shè)備部件制造企業(yè)總數(shù)也已超過百家，僅葉片廠就有50多家。從企業(yè)產(chǎn)能計(jì)算，已經(jīng)超過市場(chǎng)容量。

　　到2010年，目前的70多家企業(yè)按現(xiàn)有規(guī)模全部建成，產(chǎn)能完全釋放后，風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)能將達(dá)到年產(chǎn)3500萬(wàn)至4000萬(wàn)千瓦。而今后十年，我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)速度可能維持在年裝機(jī)1500萬(wàn)至2000萬(wàn)千瓦之間。因此，風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)面臨不可避免的激烈競(jìng)爭(zhēng)，風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)也必將迎來殘酷的買方市場(chǎng)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的法則決定了最終會(huì)淘汰一部分企業(yè)。有關(guān)方面預(yù)計(jì)，雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有眾多的風(fēng)機(jī)企業(yè)，但最終可能大型企業(yè)會(huì)剩下三、五家，中型企業(yè)剩下十來家，其余的企業(yè)將很難在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來。

　　2.核心技術(shù)缺失

　　近年來，我國(guó)風(fēng)電裝備的技術(shù)能力有了較大提高，風(fēng)機(jī)零部件方面，相比十年前我們什么都依賴進(jìn)口，現(xiàn)在基本上什么都有能力國(guó)產(chǎn)了，一些主要零部件，由于性價(jià)比高，接到國(guó)外的訂單也不少。然而，大部分零部件實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化并不等于風(fēng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，在風(fēng)機(jī)整機(jī)的研發(fā)和設(shè)計(jì)上，我們依然沒有掌握核心技術(shù)。我國(guó)規(guī)定風(fēng)電場(chǎng)使用設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到70%，但形勢(shì)并不樂觀，因?yàn)樵谶@70%的設(shè)備中，絕大部分的技術(shù)引進(jìn)于國(guó)外，知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍在國(guó)外，而不是我國(guó)自己的技術(shù)。

　　因?yàn)楹诵募夹g(shù)缺失，關(guān)鍵零部件大多掌握在外方手中，所以產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張受制于人。軸承、電控系統(tǒng)等供應(yīng)依然是行業(yè)發(fā)展的瓶頸，國(guó)內(nèi)企業(yè)還無法大規(guī)模自主生產(chǎn)。因?yàn)楣┴洉r(shí)間、周期無法保障而影響生產(chǎn)進(jìn)度，從而影響企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張。

　　風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步不應(yīng)盲目追求風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量，而應(yīng)從我國(guó)各地區(qū)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源的優(yōu)劣、當(dāng)?shù)仉娏π枨蠹半娋W(wǎng)輸配電能力狀況、風(fēng)機(jī)性能及發(fā)展通盤規(guī)劃，有序調(diào)控、全面協(xié)調(diào)、均衡平穩(wěn)地發(fā)展。

　　作為一個(gè)風(fēng)能大國(guó)，要把風(fēng)能產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，一定要建立一個(gè)以企業(yè)為主體，產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。只有掌握引進(jìn)技術(shù)、擁有自己的新技術(shù)才能避免受制于人，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

　　歐洲市場(chǎng)正在進(jìn)行新一輪對(duì)風(fēng)機(jī)技術(shù)的革新，對(duì)調(diào)壓、調(diào)頻、無功輸出都有具體的要求，最終要求風(fēng)電設(shè)備達(dá)到和其他火電一樣的調(diào)節(jié)能力，這是最終的目標(biāo)。

　　3.風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量還不穩(wěn)定

　　由于風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，有的企業(yè)為了盡早占領(lǐng)市場(chǎng)，把精力過多地放在產(chǎn)能發(fā)展上，沒有嚴(yán)格按照產(chǎn)品研發(fā)的程序，從科研樣機(jī)到產(chǎn)品樣機(jī)之間給出足夠的時(shí)間來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。然而，目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電制造企業(yè)的樣機(jī)剛出來，運(yùn)行試驗(yàn)周期不足一年，來不及反復(fù)試驗(yàn)和論證，就進(jìn)入批量生產(chǎn)了。通常，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品要求交付之后的使用壽命要達(dá)到20年，并且在前兩年，生產(chǎn)廠家要負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)的維修和管理，一旦出現(xiàn)問題，還要賠償風(fēng)電場(chǎng)由于停機(jī)、停電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

　　所以，國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)廠家仍須保持冷靜的頭腦，穩(wěn)扎穩(wěn)打地走好每一步，一味追求訂單卻忽略產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，是一種盲目的樂觀。

　　4.風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和電網(wǎng)建設(shè)還沒有做到和諧發(fā)展

　　目前，我國(guó)風(fēng)電開發(fā)模式是“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”，而電網(wǎng)調(diào)節(jié)問題還沒有達(dá)到規(guī)模化風(fēng)電接入的要求。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2008年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量已突破1215.3萬(wàn)千瓦，其中1000萬(wàn)千瓦風(fēng)電機(jī)組已通過調(diào)試可以發(fā)電，但僅有894萬(wàn)千瓦的裝機(jī)容量并入電網(wǎng)。

　　目前在歐洲國(guó)家，風(fēng)電裝機(jī)容量的比例能達(dá)到10%～20%，甚至可以達(dá)到30%，之所以能夠達(dá)到這么大的比例，除了歐洲的電網(wǎng)能力強(qiáng)外，還因?yàn)槠鋼碛屑夹g(shù)先進(jìn)的風(fēng)機(jī)設(shè)備，電網(wǎng)側(cè)的變電站可以控制電機(jī)側(cè)的風(fēng)機(jī)，變電站通過網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)各個(gè)風(fēng)機(jī)的發(fā)電量進(jìn)行集中控制。但我國(guó)使用的風(fēng)機(jī)都是用最大功率輸出進(jìn)行控制的，所以，按照目前的技術(shù)水平，一旦超過5%就會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)側(cè)的正常運(yùn)行。

　　所以，要想徹底解決這一問題，首先要增強(qiáng)電網(wǎng)對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入的適應(yīng)性，包括增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和加強(qiáng)電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的管理。目前，正在規(guī)劃的智能電網(wǎng)建設(shè)是對(duì)風(fēng)能利用方式很大的支撐。當(dāng)然，我們?cè)诳紤]接入大電網(wǎng)的同時(shí)，也要考慮分布式電源系統(tǒng)和區(qū)域間的調(diào)度問題。

　　其次，要研發(fā)使用世界一流技術(shù)的風(fēng)機(jī)，而不能使用落后的風(fēng)機(jī)。

　　三、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向

　　據(jù)了解,國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)日益向著一體化、國(guó)際化、大型化方向發(fā)展，技術(shù)上要求很高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要求可靠、壽命周期長(zhǎng)，因此零部件的精度、功能要求高。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組的原理和結(jié)構(gòu)也在發(fā)生變化，未來的風(fēng)電機(jī)組在向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，體積減小的方向發(fā)展。

　　在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中兩個(gè)主要部件是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)。風(fēng)力機(jī)向著變漿距調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展、發(fā)電機(jī)向著變速恒頻發(fā)電技術(shù)發(fā)展，這是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)。

　　針對(duì)“十一五”期間我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、規(guī)劃安排和重點(diǎn)任務(wù)，以及現(xiàn)有的技術(shù)狀況，今后我國(guó)大力發(fā)展大型風(fēng)電機(jī)組的重點(diǎn)是，努力掌握大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組核心關(guān)鍵技術(shù)，包括總體設(shè)計(jì)、總裝技術(shù)及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)等，整機(jī)技術(shù)路線將以目前歐洲國(guó)家流行的變槳變速的雙饋異步發(fā)電型、低速永磁同步發(fā)電型為主。

　　目前，我國(guó)生產(chǎn)最多的還是有齒輪箱風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，屬于歐洲2000年左右研發(fā)的風(fēng)機(jī)。少數(shù)企業(yè)雖然初步掌握了直驅(qū)永磁技術(shù)，但在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中還沒有普及。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來看，直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換效率高、維護(hù)量低、變速范圍大，取消了沉重的增速齒輪箱，發(fā)電機(jī)軸直接連接到風(fēng)機(jī)軸上，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而改變，其交流電的頻率也隨之變化，經(jīng)置于地面的大功率電力電子變換器，將頻率不定的交流電整直流電，再逆變成與電網(wǎng)同頻率的交流電輸出，是未來風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展方向。