风力发电技术背景材料汇总.docx
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风力发电技术背景材料汇总
风力发电技术背景材料
1中国风电市场开发
1.1陆上风电现状
我国风电资源开发较早，但由于建设成本高,且缺乏政策支持和政府推动,在很长一段时期内发展缓慢，到200２年底，全国风电装机总容量仅为46万千瓦。
2003年以来,国家采取了多项促进风电发展的政策和措施，特别是以特许权招标的方式推动了风电的规模化发展,使风电建设步伐明显加快。
此后我国《可再生能源法》及一系列政策法规的实施，进一步促进了风电产业的快速发展。
20０6～2009年,我国风电装机累计增长率连续四年超过100%。
2009年我国新增装机容量约1２２2万ｋW,跃居世界第一位；累计安装风容量约2412万千瓦，比上年增长10０％，中国已成为全球风电发展最快、最具潜力的风电市场之一。
图１1我国历年风电增长趋势图
（来源：
中国风能协会,2009）
1.2海上风电现状
目前,我国海上风电开发仍处于起步阶段，已建设的海上风电主要在滩涂和潮间带,风电场开发主要采用围堰方案,近海风电场的建设只开展了一些示范性的工作。
比较重要的海上风电项目见表１-1。
表1-1我国海上风电的重点项目列表
地区
场址
开发商
项目类型
安装台数
容量（MＷ）
江苏
大丰
中电投
滩涂／潮间带
1
2
江苏
响水
三峡/长江新能源
滩涂/潮间带
1
2
江苏
如东
龙源
滩涂/潮间带
1
2
江苏
如东
龙源
滩涂／潮间带
２
3
江苏
如东
龙源
滩涂/潮间带
2
3
江苏
灌云燕尾港
中能联合
滩涂/潮间带
４
8
江苏
盐城陈家港
三峡/长江新能源
滩涂／潮间带
41
６1.5
山东
荣城
华能
滩涂/潮间带
２
６
上海
东海大桥
海上风电示范项目
21
63
汇总
７5
８9
我国已建的近海风电示范项目介绍如下:
（1）中海油海上风力发电站示范项目
200７年，中海油在渤海湾,距岸约为46公里处建设了我国第一个海上风力发电站,风电站采用金风科技股份有限公司１.5MW风电机组，通过长约5公里的海底电缆送至海上油田独立电网,与已有的4台双燃料透平机组组成互补系统。
通过该项目,为海上风力发电机组基础设计，海上风电机组运行维护积累了相关的经验和数据；对风力发电机组的海洋环境适应性,燃料／风力互补电力系统进行了研究。
图1２ 中海油海上风力发电站
（2）上海东海大桥海上风电场
东海大桥海上风电项目是中国第一个海上风电项目，项目总投入为３0亿元，计划安装34台华锐风电科技有限公司制造的3MW风力发电机组，总装机容量为１0.2万kW,预计发电量可达2.6亿度，可供上海２0多万户居民使用。
至２０09年底，东海大桥风电场已安装风电机组2１台,均已并网发电。
图13上海东海大桥海上风电场
1.3风电市场地区分布
图１4我国风电机组主要地区分布
截止到2０09年底,全国安装风电机组的省（市、区）达到２4个（见图）,超过百万千瓦装机的省份已达到９个,其中内蒙古、辽宁、河北和吉林四省（区）的装机已超过２０0万kW（见表1－２）。
内蒙古2009年当年新增装机5545MW,累计装机9196.2ＭＷ，实现150％的大幅度增长。
表1-2 我国超过百万千瓦装机的省份列表
地区
2００8年累计装机（MW）
20０９新增装机（MW）
2009年累计装机（MW）
内蒙古
３６50．９9
54５.1７
91９6.16
河北
107.７
1６80.4
278８．1
辽宁
２24.26
1201．05
2４25.３１
吉 林
1066.46
997．4
２０63．8６
黑龙江
836.3
823.45
1６59．75
山 东
５６2.25
6５6.85
1219.１
甘肃
6３９.9５
548
1１87.９5
江苏
６４5.25
451.5
1０9６.75
新疆
5７6.81
４43.25
１020.０6
2中国风电生产能力和配套设施
2.1整机制造业
截至2０09年底，我国从事风电机组研制的企业大约有80家,包括外商独资企业、中外合资企业和内资企业。
20０9年我国整机制造业新增风电装机容量13８０万kW,累计装机容量2５81万kW。
华锐风电、金风科技和东方汽轮机有限公司继续保持市场“三甲”的位置。
200９年华锐新增装机3４9.5万千瓦,金风新增装机２72．2万千瓦，东汽新增装机203.5万千瓦,三家企业合计825.2万千瓦,占全国新增市场的59.7%，独据大半市场。
图3-5显示了我国新增市场装机容量中排名前十位的企业的市场份额情况。
图 212０09年中国新增市场份额
我国内资企业近年来发展势头强劲,市场占有率连年大幅增加。
200７年,我国内资企业产品第一次超过外资产品,市场份额占当年新增市场的55.9%;2009年，我国内资企业市场份额进一步增加，当年新增市场份额的87%,累计市场份额已超过５0％。
此外,我国已有国产产品出口，开始进入国际市场，初步显示了产业实力,200９年我国内资企业的整机出口量为2.8万ｋＷ。
图２22００4-2０0９年我国内资产品在当年新增市场的份额（CWＥＡ）
自20０5年以后，我国兆瓦级风电机组市场投放量不断增加，尤其是单机功率在１．5ＭW的风电机组目前在我国已逐渐成为主流产品，此外,功率在2MW的风电机组装机数量也在增加。
据ＣWEA统计信息,目前我国处于研发试制阶段的风电机组,单机功率也较为集中的分布在1-2MW。
2009年我国在多兆瓦级（≥2MW）风电机组研制方面也出现新的成果,如金风科技股份有限公司研制的2．5MＷ和3ＭＷ的风电机组已在风电场投入试运行;华锐风电科技股份有限公司研制的3ＭW海上风电机组已在东海大桥海上风电场并网发电；由沈阳工业大学研制的3MW风电机组也已经成功下线。
此外,我国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机功率为５ＭW的风电机组。
我国开始迈进多兆瓦级风电机组研制的门槛。
20082
图23200５-200９年我国各年安装的风电机组平均功率（CWEA）
2.2零部件制造业
风力发电机组主要部件一般包括叶片、发电机、齿轮箱、电控系统和塔筒等,其他还有机舱底座、机舱罩、各种轴承以及金属结构部件如法兰盘、主轴等等。
与国外不同,中国的风电设备制造业分工明确，整机制造企业除生产一两种部件（主要是叶片）外，其他部件都是由专业的部件生产企业提供。
目前我国关键零部件制造商的数量显著增加,共有风电叶片制造企业５2家,齿轮箱制造企业1０家，轴承企业16家,变流器生产企业12家。
参照2008年我国内资整机企业产能规划和实际产量,以及我国各主要零部件企业产能规划和实际市场配套情况，我们绘制了当前我国风电整机企业和零部件制造企业产能规划和实际市场配套情况示意图（见下图3-8）。
图2４我国风电整机及零部件产能规划及实际配套情况示意图（CWEＡ）
（3）叶片
我国风电叶片制造企业已有５2家，包括为自己生产叶片的整机企业和独立的叶片生产企业。
在独立的叶片生产企业中,目前市场供应量较多的是中航惠腾风电设备有限公司、中复连众复合材料集团有限公司和艾尔姆玻璃纤维制品（天津）有限公司,三家企业合计产能大约为5０0０套/年。
其他一些叶片生产企业也已具备一定生产能力。
外资及合资企业中，如Ｖｅstａｓ、Gamesａ、Ｓｕｚloｎ、Ｎorｅx等自己生产叶片。
综合全国情况来看，我国风电叶片生产和供应能力已能够满足市场的需求。
（4）齿轮箱
国内风电齿轮箱的外资企业目前有西门子集团旗下的威能极公司和苏司兰下属的汉森风电传动设备公司，主要供应维斯塔斯、苏司兰等外资整机企业。
内资齿轮箱企业主要是南高齿和重齿，两家企业的市场份额占50％以上。
大连重工集团生产的齿轮箱主要给旗下的华锐风电科技有限公司做配套。
（5）发电机
为风电机组配套的发电机制造企业数量较多,主要有:
兰州电机、永济电机、上海电机、湘潭电机、大连天元、东风电机、南洋电机、株洲时代、沈阳远大、佳木斯电机、广州英格、西安盾安电气、Wｉneｒｇy等,此外一些整机制造企业也可以自己生产发电机，如Ｓuｚｌｏn、Ｇamｅｓa、Ｖesｔas、江苏新誉、北京北重等。
按照当前风力发电机组的技术要求,我国发电机的生产和供应能力可以满足市场需求。
（6）变流器
我国风力发电机组变流器的供应仍以进口和采购外资企业的产品为主，主要供应商有ＡBB、Cｏｎverteａm、Ingeｔeaｍ等,国内生产变流器的企业有北京科诺伟业、合肥阳光、许继电气、清能华福、景新电气、艾默生网络能源（外资）等,大都处于小批量生产或试制阶段。
（7）轴承
风电轴承一般包括偏航轴承、变桨轴承、发电机轴承、齿轮箱轴承和主轴轴承。
其中大规格的偏航轴承、变桨轴承和主轴轴承国内已经实现批量生产，并具有很强的供应能力,主要企业有洛阳LYC公司、瓦房店轴承集团、徐州罗特艾德、天马集团等。
在风电领域使用的齿轮箱轴承和发电机轴承目前全部采用进口产品,制约当前风电设备制造业快速发展的瓶颈是齿轮箱内所使用的精密轴承市场供应严重不足。
由于这些轴承质量要求高,技术难度大,国内只有个别企业在试生产试运行，还没有形成批量供应能力。
（8）金属结构部件
包括底座、塔筒、法兰、轮毂、主轴、齿轮箱箱体、发电机箱体等。
由于这些部件的技术要求和加工难度相对较低，国内已经涌现出许多企业在配套生产，市场供应不存在明显问题。
2.3风电技术成本
目前我国的风电场建设投资主要由机电设备及安装、建筑工程、其他费用和基本预备费构成,加上建设期利息,构成风电场工程总投资。
下图是一典型风电场项目的投资构成情况，从图中可知，风电场工程投资中,机电设备及安装占了绝大部分,达到了81%。
而在这部分中,最主要的投资是风电机组和塔筒的设备费，其占到了总投资的７5%。
因此风电投资成本的变化主要取决于风电机组的价格。
图 25典型风电杨投资成本构成
２００4年,我国风电场的总投资约在8０0０元/ｋＷ以下,风电机组造价在6０00元/kＷ以下,20０5年以后，特别是在２００6年可再生能源法出台后,风电场建设进入快速发展阶段,形成了对风电机组及相关设备市场的巨大需求,受供求关系影响及近年来原材料价格高涨的影响，200６年~２00８年间风电机组的造价逐年上升，进入２０0８年后，我国的内资风电企业逐步成为市场的主力,国内风电市场的规模化及零部件供应体系的完善带来的风电机组生产成本的下降,进而引发风电机组价格的下跌,至２009年底，国内风电机组的造价已在成本降低引发价格进一步下跌，单位千瓦报价已在50００元左右徘徊。
图310 200４年~2009年国内典型风电机组造价变化情况
3主要风电政策
我国已经建立了较为完善的支持风电市场开发和制造业发展的政策框架体系。
在２00５年可再生能源法出台之前，我国就制定和实施了一些支持风电的有关政策，并开展了一批国家项目的建设,推动风电市场的建立和扶持制造业的发展。
这些政策涵盖了风电电价、并网政策、技术研发、经济激励、产业化促进、市场规模化等多个方面，虽然有些政策尤其是投资、信贷等政策不够稳定和没有长期的连续性,这些政策及其实施，还是为可再生能源法中支持风电的有关制度的建立提供了良好的基础,并和可再生能源法以及后续出台的配套措施一起，构成了支持风电发展的政策框架。
目前我国的主要风电政策归纳如下:
表3-１我国现行的风电激励政策
直接鼓励风电设备制造业发展的政策
国产化要求及激励
1、风电特许权项目要求风电设备7０％以上国产化率（20０9年已取消）
2、《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》对符合条件的国产化风电设备给予
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