风力发电设备范文

风力发电设备篇1

关键词：风电场；电气设备；风力发电机；运行维护

中图分类号：F407文献标识码： A

伴随着现代社会科技的发展，风力事业的重要性更加凸显出来，各行各业的需求增大使对能源的探索方面取得了长足的发展。地热、潮汐、沼气等等新能源相继出现，其中就包括风力发电。风力的相关机电设备要正常运转就需要磨损消耗，这就对设备的维护与检修提出了更高的技术要求。随着风力发电机种量与数量的不断出现使其维护与保护工作变得愈发重要。本文就主要研究了设备中风力发电机的概述与维护养护工作以及对风力发电事业的积极推动作用。

一、风力发电机概述

(一)定义与简介

风力发电机以风能、机械能与电能的转化为主要工作内容，通常由风轮、传动装置、对风装置、传动与调速装置以及发电机等组成。

（二）风力发电机运行原理与故障出现的原因分析

风力发电机的控制系统是工业微处理器，是以多个CPU的并列运行形成风力发电机的控制系统。它在对干扰能力的强度方面很大，以通信线路做为中介媒介并实现了与计算机的相互联系，在这样的形式情况下就会使远程控制的工作量得以很大程度上的大幅度改善与提升。

风力发电机的主要工作就在于远程的故障排除工作与数据统计的进行与分析过程。还要在一定的程度上加强相对应的故障诊断工作并加以分析，其具体包括如下几个方面：

1.远程故障的排查工作

风力发电活动能否得以顺利进行关键在于风力发电机的运行情况，好的情况会大大提升电网质量的增强与快速发展。要保证风力发电得以正常运行并实现有效的电力输送工作就需要我们在实施工作方面要进行双向的保护，还要在此基础上设置多重自动复位的保护故障的措施加以进行。

我们都知道风是没有具体的形态的，无形之中影响着环境的变化这就赋予了风能不可控制的特性。就此特点作为重点进行分析得出了特别针对风力发电机的极限值进行设置并得出了自动复位的功能，这就包括了温度限定值与控制故障的自动复位。之所以尽行复位是为了避免风向与风速等不可抗力造成的，通过这项工作的开展可以使风向与风速等不利因素达到有效的缓解与控制。还要将温度的自动复位在最大程度上得到限定，这其中就有环境温度的把控、发动机温度的控制与齿轮箱的温度监控等等。同时还可以对风力发电进行自动复位修护工作，使其超过负荷的过度任务进行有效的修复。还有，对于远程故障的复位工作的影响原因与风力控制发生的过度负荷任务现象，以及各部分检测误差等其他因素的影响。

2.关于运行方面数据统计的相关工作

风力发电场内的风力场管理工作是一项很重要的系统工作，它主要对风力发电厂内部发生的问题进行情况分析，再将得到的数据加以分析研究并完成统计，这才能对风力发电厂内部的具体情况进行一个全面的细致的分析，从而提高风电场考核的效率这就为风力发电的考核工作提高的效率性并为其奠定的一定的理论基础。风力发电机的运行工作是电厂电气设备得以维护的重要组成部分，数据统计表的真实性与可靠性直接的关系着企业内部的经济效益。在运行维护工作中的统计工作的开展与风向信息数据的分析的深入掌握，以及对风力发电机在不同季节发生的不同改变与规律变更的分析处理，这些工作的有效开展可以在最大范围内制定出节能减耗的最终目标。

3.不断深化统计工作的开展并分析相关数据

风电场管理工作的重要内容就是对设备工作情况的详细统计与分析，其可以量化考核风电场设备运行的维护工作，并使风电场的设计工作与风资源的有效评估以及相关设备类型的选取工作得到强大的理论基础和依据。

4.对故障原因进行分析

对风力发电机的各种故障原因进行分析管理，排除故障问题所消耗的时间得到有效的缩短，从而在一定程度上减少的多发性故障出现的频率。这就使停机时间相应减少来了，设备的利用率与完好率也有了明显的提高。

三、对于风力发电厂日常工作的相关维护政策

风力发电作为一项综合性产品，在机械、电气、空气动力学方面都达到了统一且各部分紧密联系着。风力发电运行的维护结果将直接影响风电场的发电量并使其实现经济效益的提升，风力发电机本身也可以经过维护与检修工作来维持其性能的完美实现，因此就需要我们在日常的工作中，及时发现并保证风力发电机的故障隐患，及时将其进行有效的排除工作使其在一定的程度上减少故障的发生。这就可以使风力发电机的利用效率在一定程度上得到提高。所以风力发电的维护工作以定期维护与日常排故维护为主。

1.定期维护工作概况分析

风力发电机要想保持最佳的工作状态并延长其使用寿命这一现象的出现，就需要我们进项风力发电机的定期维护工作。

其主要包括风力发电机的联接件的检查工作、特别是在螺栓力矩的检查工作方面与各个传动部件之间的性能以及各项测试功能得到有力的保障。

关于风力发电机的正常运行方面，因为螺栓各部件的联接由于运行环境的影响产生各种震动，并使其发生极度松动现象。如果忽略这一现象仍继续工作的话就会使连接部分进行受力不均产生的局部被剪切的出现，所以我们要对点解部件进行定期的检查工作以保证螺栓力矩的问题及时被发现并得以有效解决。

风力发电机的系统由稀油与干油两种方式，风力发电机的齿轮箱与偏航减速齿轮箱就是以稀油作为主要方式，主要的维护方法就是采取化验与补加工作，如果出现油的无法继续使用就必须进行更换。对液压系统的各个元件进行定值测试等工作，还要对控制器的极限定值进行测试。

2.对于日常维护工作的开展

风力发电机的运行过程中故障的出现是难以避免的，这就对运行故障的现场研究处理进行亲临现场的指导工作，在这种情况下对常规操作进行维护与管理。主要分为以下几种具体方式：

（1）看、对于风力发电机内的梯子与安全平台的联接牢固情况进行观察，如果没有出现螺栓松动的现象、风力发电机的控制柜内电缆线没有出现松动也没有异味、没有存在夹板的移位、扭缆传感器的拉环的完好程度、偏航器的方面、齿轮箱油位以及液压油是否出现变质现象，液压站的表计压力没有出现异常情况，旋转部件以及转动部件没有磨损现象或者出现失效的现象，各油管之间没有出现渗漏现象、齿轮油以及液压油的滤清器是否指标正常等等，这些项目都需要进行细心的检查以防止泄漏现象的出现。

（2）听、对控制柜中的放电声音进行仔细聆听，如果发现异常声音就要检查并判断有不良接触的接线端子，需要进行重点的检查工作。当听到偏航时有没有出现干磨现象的声音，如果听到齿轮箱与发电机轴承是否出现不正常运作的想象，在闸盘与闸垫之间的异常声响方面进行仔细的测量工作，最后就是对叶片的切风声音的异常情况进行判断。

3.运行情况的总体分析

风电场电气设备中风力发电机的运行控制系统的多个CPU进行统一的运行工作，这一任务的实现主要通过工业微处理器来进行控制。由于风力发电机组具有很强的抗干扰能力，可以通过通信系统与计算机相互关联进行可进行的远行控制操作，这就可以做到有效的减少人均工作量，对用工方面的紧要需求起到了一定的缓解作用。这也有效的减少了能源的利用，从而对于实现节能减排与新能源的高效运用，促进能源的可持续发展同时缓解了电力市场相对紧张的电力需求。从具体上来看风力发电机的运行维护工作的正常运行包括远程故障排除、运行方面的数据统计、风力发电运行过程中存在的故障原因的分析工作三部分构成。

结束语

风电场的电气设备中的风力发电机运行问题直接关系到维护水平程度的高低，这与风力发电厂的发电量与经济效益有着直接关系，风力发电机的运行与维护更是关系到风电场电气设备的重要性，发电主体的质量与数量直接关系到风电场的整体水平与企业内部的整体利益，这些关键性问题都与风力发电机的运行维护好坏程度有着直接关系，这就需要我们加强风力发电厂的日常管理工作，在各个方面加深各方力量的有效配合与检查工作，使风力发电厂在硬件与软件方面都得到很好的提升，这是由于其本身性能的好坏直接关系到维护站的定期维护工作能否如期顺利的开展。通过对电气设备的检测维护与及时发现风力发电机出现的故障并使其完成消除，这就有利的促进了风力发电组工作效率的有效提升。促进新能源的利用效率与速度从而加深风力发电的可持续稳定长期发展，最终实现推动社会生产力的最终目的。

参考文献：

[1] 李乃佳.对风电场电气设备中风力发电机的运行维护分析[J].电子制作,2014(12).

[2] 张鼎甲.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].企业技术开发（学术版）,2011（30）.

[3] 吕冠成.浅谈风电场电气设备中风力发电机的运行维护[J].电子制作,2014(10).

[4] 胡姚刚.并网风力发电机组的运行状态评估[D].重庆大学,2011.

风力发电设备篇2

关键词：风力发电场；空管监视设备；雷达信号处理；自适应杂波滤波器

引言

中新网2008年2月4日综合报道，英国国防部明确反对能源部提出的风力发电站修建计划，称英国沿海风力发电机组的旋转涡轮，已经严重影响到了空军雷达的正常工作，使得英国的防空能力出现极大的漏洞。

美国《军事与宇航技术》2009年11月报道，风力涡轮发电机是美国为了减少对燃料的需求一种重要手段之一，然而这些巨大的多叶片结构对国家雷达系统对敌飞机和恶劣天气探测造成了极大地影响。风电场在雷达屏幕上对雷达杂波造成了巨大的阻碍，这些杂波隐瞒对友方和敌方飞机的军事空中监视和也干扰了民用的空中交通管制，同时使对潜在的毁灭性暴风等天气的探测和告警变得更为复杂。

近年来随着我国经济的高速发展，对能源的需求也正与日俱增，风能作为绿色能源而备受关注，国内多个风能充裕地区都建起了风力发电场，然而这些风力发电场多建于高处或海边沿线，这对我国空管监视设备也造成了一些影响，也为将来空管监视设备的布点增加了困难。

因此通过风力发电场对空管监视设备的影响进行研究，从而减少干扰，为空管空中监视提供准确有效的信息，为将来空中监视设备规划提供科学依据都将具有十分重要的意义。

1 我国监视设备的组成与发展政策

2010年，中国民航运输总周转量已居世界第二位，我国已成为名副其实的民航大国。随着经济、科技及安全高速运输的需求的快速增长，我国民航事业将向民航强国进军。高速发展的民航事业要求有更高效率的空中交通管制保障，双重甚至多重雷达覆盖已在多条繁忙航路上应用。雷达已成为民航高效运输不可或缺的有力保障。

而目前我国民航应用于空中交通管理的监视技术主要有空管一次监视雷达（PSR）、空管二次监视雷达（SSR）、自动相关监视（ADS）和多点定位（MLAT）及场面监视雷达等。按照监视技术的工作原理，国际民航组织（ICAO）将监视技术分为独立非协同式监视、独立协同式监视和非独立协同式监视[1]。

我国民航空管行业在中南地区现拥有各种型号的航管雷达共30多部，它们分布在各个关键区域，有效覆盖了主要航路和航线，随着经济持续高速发展，航班量不断增长和飞行密度相应增大，管制员对航管雷达的依赖性也与日俱增，这样对保障雷达目标信息的正常提出了越来越高的要求。

2010月11月2日，中国民航局颁发了《中国民航监视技术应用政策》（AC-115-TM-2010-01），该政策首次规定了我国民航监视技术应用的发展方向，明确指出了我国民航监视技术的总体策略，即基于中国民航运输航空运行需求和监视技术发展现状，可用于空中交通服务的监视技术主要有空管监视雷达、自动相关监视和多点定位，未来不排除使用新出现的监视技术。可见，在一段较长时期内，我国民航空管监视手段都将是以地基监视设备为主的雷达或类雷达监视设备，故其信号的可靠性和可用性仍然十分重要。

2 我国风力发电的现状与发展

随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。

我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。

中国的风电产业正在突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图1中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展。

中国的风电资源不仅丰富，而且分布基本均匀。东南沿海及其岛屿、青藏高原、西北、华北、新疆、内蒙古和东北部分地区都属于风能储藏量比较丰富的地区，而甘肃、山东、苏北、皖北等地区也有相当大比例的风能资源可以有效利用，参见图2。

经过连续多年的快速发展，目前我国风电产业不仅在规模上处于世界领先地位，在技术实力上也具备了赶超世界先进水平的基础。未来，如果能继续依托国内稳定的市场拉动，我国风电将引领全球行业发展[2]。

3 风力发电场对我国空管现有监视设备的影响与原因分析

随着我国风力发电场的快速建设，风力发电机对我国也同样在快速发展的空管监视设备的影响正在加大。经参考国内外资料及研究统计，风力发电场对空管监视设备的影响主要有以下几个方面：

第一，风力发电机叶片对雷达可造成反射干扰。目前我国风力发电机的叶片多用玻璃钢或其它复合材料（如碳纤维）来制造，虽然这些材料不是电磁波的良好反射体，但对于高灵敏度的航管一次和二次雷达来说（航管一次雷达灵敏度为-90～-100dBm，航管二次雷达灵敏度为-85dBm），都足以引起反射干扰，且有些大型风力发电机叶片尺寸非常巨大，如1500kW风机叶片长度一般在35-40米左右，不同厂家型号，长度略有不同。假设雷达对目标的入射波功率通量为Pf，其度量单位为W/m2，目标的雷达有效截面积为σ，而从目标反射回雷达的总功率为Pre，则有：Pre=Pf*σ

考虑发射链和天线等的损耗Lt及天线增益G，则反射回雷达的功率通量：

从上式可知35-40m的叶面在一定距离内对S波段的一次雷达航管雷达来说，其反射的功率可以超过雷达的信号录取门限，从而对雷达造成干扰。同样通过反射航管二次雷达的询问信号或飞机的应答信号，风力发电机的叶面也会对航管二次雷达产生同步串扰。

另外，风力发电机的支撑铁塔就更是航管雷达的“优良”反射体，铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内，其圆柱形的结构同样适用雷达截面反射公式，只是金属材质使其雷达等效截面积所反射的能量更大。

可见，若航管雷达离风力发电场较近，风力发电机的桨叶和支撑铁塔都会对雷达造成反射，从而出现假目标干扰。

第二，风力发电场对航管雷达还存在着多普勒效应的干扰。这也是风力发电机造成射频反射干扰影响问题的显著代表。我们知道航管一次雷达对动目标的监测主要是通过识别运动目标相对雷达运动所产生的脉冲回波多普勒频移来实现的。而旋转的风力发电机涡轮叶片能产生相同的多普勒回波频率偏移。因此，航管一次雷达将自动把风力涡轮机识别成真正的飞机。这可能导致许多错误的航迹产生，从而在空中交通管制席位上显示错误的目标报告[3]。

图3给出了风力涡轮机多普勒频移特性图[4]，从图上我们不难发现这时间轴上，其产生的多普勒频移都很有规律，这样，对航管一次雷达来说，自适应滤波器提取的频移目标信号在每个接收周期内都能稳定收到，雷达录取器的动目标检测将把该信号作为真实的目标进行输出，从而在空中交通管制席位上将显示错误的飞行物报告。

第三，风力发电场对航管一次雷达还会造成距离旁瓣效应的影响。目前航管一次雷达多使用脉冲压缩技术，脉冲压缩雷达能有效地解决常规脉冲雷达中增大探测距离与提高距离分辨率的矛盾。但脉冲压缩雷达同时也存在着旁瓣抑制难度大的缺点。因为在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。在多目标环境中，脉冲压缩信号的旁瓣会埋没附近较小目标的主信号，引起目标丢失。为了提高分辨多目标的能力，必须采用旁瓣抑制或简称加权技术。对于线性调频信号，考虑到信号波形和频谱的关系与天线激励和远场的关系具有本质上的共性，人们应用天线设计中的旁瓣抑制理论，提出多尔夫一切比雪夫函数作为最佳加权函数。但是这种理想的加权函数是难以实现的。我们只能在旁瓣抑制、主瓣加宽、信噪比损失、旁瓣衰减速度以及技术实现难易等几方面折衷考虑[5]。

风力发电涡轮机的巨大叶面和支撑塔都是很好的反射面，离雷达一定距离内，其反射的强回波将会被航管一次雷达旁瓣所接收，这将引起采用脉冲压缩技术的雷达出现无法抑制的旁瓣接收，从而出现假目标。

第四，风力发电场对航管雷达还存在着遮挡的影响。我们知道为获得较大的风力，这些风力发电场多建于高山高处或海边沿线，而航管雷达为获得较好的陆上或海面覆盖也多建于高山或沿海地区，若雷达距离风力发电场较近，且处于相近的水平面上，则风力发电机的巨大叶面和支撑铁塔将对雷达形成遮挡。

4 应对风力发电场干扰影响的方法探讨

通过研究与分析，我们基本了解了风力发电场对航管雷达造成干扰的主要因素，为有效减少，甚至消除干扰提供了研究的方向。我认为减少乃至消除干扰应从两个方向入手，即从雷达应用与改进方向入手和从风力发电场的建设与改进入手。

从雷达应用与改进方面，经研究和参考国外案例，我认为有以下方法：

（1）若是现有航管监视设备受到风力发电场的干扰，而在干扰区域内没有我们所需要监视的航路、航线和飞行区域，则可通过在航管监视设备上设置该区域的静默区来抑制干扰信号的接收与输出。现我国民航所使用的一次雷达、二次雷达、ADS-B及多点定位系统都具有该项功能，也是我国民航相关行业技术标准中所规定必须具备的功能之一。但这一方法的先决条件是对该区域无需监视，且对将来的发展应用存在不利因素，故不是一个真正的解决方案。

（2）通过研究应用新技术提高航管监视设备的监测性能，减少风力发电机涡轮叶片对航管监视设备的影响。目前世界各国的雷达研究生产机构都投入了大量人力物力进行研究，并取得了一定的进展。

a.通过处理来自多个接收波束的数据来提高检测概率。例如，在传统的一次雷达设计中，雷达信号处理就使用高、低波束的转换来进行近距离和远距离信号的接收，这样有利于地面杂波抑制。雷声公司已经证明，通过在雷达全作用距离上对两个波束接收信号的处理，并优化组合两个数据流信息可以实现性能的显著提升，尤其是在高地物回波区域[3]。

b.开展当地雷达杂波环境下的实时特性的研究。首先利用一次雷达不断动态产生新的空间杂波地图。这张雷达回波地图反映了在一定范围内的任何距离方位单元上的静止物体，利用当时的杂波水平在一个给定的区域建立检测阈值，当检测阈值被突破，则意味着一个高可能性的目标正位于该给定区域内。雷神公司通过升级和扩展该技术，不仅从静物的杂波中，而且从移动物体的杂波中（如风力涡轮机叶片）检测到了目标。这主要是在风力发电场中设立多个检测单元，并配置其动态的检测门限，从而大大降低了涡轮叶片造成的假目标检测，提高了动目标的检测概率。

c.通过计算设置更好的检测阈值从而提高目标的检测概率。其中的部分计算是在一个距离方位单元中估算一个检测阈值。该检测阀值不仅包含此单元最近的杂波水平（如上面提到的），而且还包含该单元附近区域实时噪声和杂波水平。这估算的检测阈值主要应用于风力涡轮机所在的距离方位单元中，从涡轮返回的信号将把检测阈值偏置为一个较高的水平。这样将降低雷达在风机附近区域的灵敏度，从而减少假目标的产生，但同时也将失去在这些区域中小目标的识别能力。然而这与静默该区域的技术不同的是，雷达仍能检测较强的回波信号，即仍能检测出较大的飞行目标。

d.另外还可通过雷达的后端处理对干扰进行的缓解。从广泛的强杂波背景下的小目标跟踪经验以及对海上超视距的探测应用，雷声公司开发了一套复杂的目标跟踪软件，使其成为针对风力干扰的最后一道防线。基于现场的实时雷达目标检测和关于雷达环境的信息应用，目标跟踪系统在高杂波和高风轮机的活动区域仍能智能地进行目标识别，并能通过修改处理算法来最大可能地保持真正的目标和抑制假目标。例如有一套一次雷达比较接近于风力发电机，这可能导致一次雷达的需要更多的信息（例如后续的雷达扫描所提供的信息）以输出一个有效的目标，或缩小这一目标回波检测窗。目标跟踪系统还能为每个跟踪目标同时保持其目标特性的多个模型（如位置、速度等），并根据误差的测量，结合对这些模型的输出结果的统计，以最优方式来产生一个更准确的目标输出。这种通过估计目标的位置和速度从而判断目标的真实性的方法比传统的跟踪算法在减弱风力发电机的干扰方面具有更好的效果。

（3）为避免风力发电场的影响，在航管监视设备的安装布点上也可采取一些必要的措施。根据2014年民航局的《MH/T 4003.2-2014民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范 第1部分：监视》中的4.2.5条就有相关规定――“在空管近程一次监视雷达的通视范围内不应有大型旋转反射物体，如风力涡轮发电机等。”而对空管远程一次监视雷达在5.2.5条中也有相同的规定。在6.2.6条中对二次雷达也作出了相关规定――“在空管二次监视雷达16千米范围内不宜有大型旋转反射物体，如风力涡轮发电机等”。这一规定是从降低和避免风力发电场对雷达等监视设备所造成的影响出发，通过增加雷达与风力发电场的距离来达到目的的，为日后新增雷达的场地选址提出了规定和依据。

（4）随着新技术的不断开发和应用，航管监视设备也迈入了一个新的时代，一些专门针对降低或消除风力发电场干扰的技术正应用于航管监视设备中。故对已有监视设备进行升级，使其具有降低或消除风力发电场干扰的能力将是一项可行的方案。同时选用具有降低或消除风力发电场干扰能力的新型的监视设备，安装于距离风力发电场较近但又为了满足覆盖要求的地方也将是一个可行的方案。目前世界一些国家正在研究新的雷达技术，其中包括使用更短的询问脉冲宽度，更高的脉冲重复频率，本振相干技术以及多接收波瓣等。从上面的分析我们可知道这些都是减少或消除风力发电涡轮干扰的有效方法。例如丹麦的TERMA雷达公司就生产了一款X波段的一次雷达。其通过使用以上的技术就成功地在一个风力发电场中识别出了穿梭飞行的测试直升机。可见民航可通过使用一些新的监视技术或设备也能减少或消除风力发电涡轮干扰。

另外，通过对风力发电机加以改进也能减少或消除其对民航航管监视设备的干扰。

目前，世界上一些国家正在开展新型风力发电机的研究，其中包括了涡轮叶片的改进，英国奎奈蒂克（QinetiQ）公司和丹麦风力涡轮机制造商维斯塔斯花费了5年时间，联手研发了一种“隐形涡轮机”。该涡轮机表面涂有能够吸收雷达电磁波的涂层，该产品的诞生让许多因“雷达干扰”问题被搁置的风力发电厂重获新生，同时也为民航监视设备的正常运行提供的保障。

如前所述，还有的公司正用对雷达电磁波反射较低的碳纤维来制作风力发电机的涡轮叶片，从而降低对民航监视设备的影响。

另外，关于风力发电机的支撑铁塔也可通过对雷达方向的特殊赋形来减少其对雷达的发射干扰。

同样，为不干扰民航监视设备的正常运行，新建风力发电场与民航监视设备间保持一段有效距离也是一个可行的降低干扰的方法。

5 进一步深入研究的意义

目前，风力发电作为新能源正被广泛应用与发展，而国际上对其干扰民航监视设备的运行也开展了广泛的研究。我国一方面风力发电的装机容量也已是世界第一，而另一方面民航的年运输量也但世界第二位，可见风力发电对民航监视设备的影响问题已提到了一个新的高度。但是，我国在如何减少甚至消除风力发电场对民航监视设备干扰的研究方面却凤毛麟角。因此继续深入研究风力发电场对民航监视设备干扰的解决办法也迫在眉睫，为了绿色能源的开发与发展，为了保障民航的安全运行，深入开展风力发电场对民航监视设备干扰解决办法的研究意义重大。

参考文献

[1]中国民航监视技术应用政策_AC-115-TM-2010-01[Z].

[2]中国风电发展现状及前景[Z].

[3]Raytheon Company_ Technology Today-Air Traffic Control Wind Farm Interference Mitigation at Raytheon[Z].

[4]wind turbines and radar interaction[Z].

[5]脉冲压缩及其旁瓣抑制技术研究[Z].

风力发电设备篇3

关键词：新能源；风光互补发电系统；配电自动化；FTU终端设备

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）28-0047-02

1 FTU终端设备概述

随着智能电网建设的有序推进，配电自动化作为智能配电网建设的关键环节已在国内大规模开展建设工作，配电自动化终端设备FTU的应用也日趋广泛。提高配电自动化终端设备运行可靠性，从而实现提高配电网供电可靠性和改善供电质量，已纳入国家电网公司智能配电网建设的整体规划设计考虑范围。在国网公司颁布的企业标准《配电自动化终端/子站功能规范》（Q/GDW514-2010）中明确提出配电自动化终端设备供电电源可采用新型能源作为供电电源。

在配电自动化系统的应用与实践中，目前户外线路上FTU终端设备的工作电源接入方式单一，主要依靠外接线路电压互感器作为FTU终端设备供电电源。外接电压互感器方式存在后期维护难度高，维护时线路需停电等问题。并且存在如果线路长时间停电检修，此时FTU终端蓄电池组需要充电而无电可充的运行风险。随着太阳能发电技术和风力发电技术的进步，光电及风电的转换效率已大幅提高，新能源供电技术也从原来的低级应用向高级应用方向发展，在电力系统中的应用也越来越广泛。新能源供电技术应用于FTU终端设备供电电源，将实现FTU终端设备供电电源多样化，有效提高FTU终端设备供电稳定性，满足配网自动化系统可靠运行的要求，同时将有利于探索解决偏远地区配电自动化建设中户外配电终端设备工作电源供电问题。

2 风光互补发电系统简述

风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏组件、逆变器等部分组成，是集风能、太阳能等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。

（1）风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，经过逆变器对负载供电。

（2）光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电。

（3）逆变系统由几台逆变器组成，把直流电变成标准的220V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量。

风光互补是风力发电机和太阳能电池方阵两种发电设备共同发电。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。

风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下

优点：

（1）利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性。

（2）在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。

（3）通过合理地设计与匹配，可以基本上由风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。

风光互补发电系统可采用垂直轴风机作为风力发电主体组件，其具有如下优点：

（1）安全放心涡轮垂直式外形设计。采用单涡轮垂直叶片设计，连接紧固，设计一体成形，无风轮飞车危险，极大地增加使用安全系数。外形异于一般的水平轴风力发电机，所以增加视觉吸引力及美化景观的效果。而且由于没有风轮范围的限制，非常适合用于作为同杆架设的配电终端后备电源应用。

（2）外转子发电效率高。采用盘式无铁芯发电机，外转子机芯，启动扭力低，减少机械损失。新一代无噪音发电机置顶设计，有效减少发电机运作震动时，对杆造成的压力，无共振危险，超静音。

（3）360°全方位迎风（1.5m/s）超低风起动。垂直轴风力发电机，风叶设计不受风向影响，能适应风向及风速的频繁变化，平稳发电。专门针对低风速地区设计，360°全方位迎风，自然风（1.5m/s）即可启动，风能利用率高。

3 风光互补发电系统应用于配电终端供电电源实践

桐乡市供电局结合当前正在进行的配电自动化建设，开展了配电自动化FTU（柱上开关运行监测终端）终端供电新能源应用技术研究，积极探索FTU终端设备供电电源多样化，提高配电终端设备安全运行水平。

依托20kV配网线路，选取该线路已装设配电自动化终端FTU的4台分段开关，采用同杆架设方式安装了风光互补发电系统，风光互补发电系统由300W垂直轴风力发电机组、80W光伏发电组件及逆变器组成。下图1是风光互补发电系统后备电源现场安装实例图。

图1 风光互补发电系统后备电源现场安装效果图

如下图2，是风光互补后备电源供电方式示意图。风光互补发电系统发出的电能通过逆变器逆变为220V交流电，接入FTU蓄电池充电模块，该充电模块支持双路充电电源输入。形成与原有的由外接式线路电压互感器变换的220V交流充电回路构成双回路充电模式。在线路运行正常时，风光互补发电系统与外接式线路电压互感器同时为蓄电池充电模块提供充电电源，当线路发生故障时，风光互补发电系统独立为蓄电池提供充电电源，保障蓄电池稳定持续输出电能，为FTU配电终端及相关通信设备提供工作电源。

图2 风光互补后备电源供电方式示意图

根据现场运行证明，FTU配电终端及相关通信设备运行功率30W，配套蓄电池组件可在无外界充电电源供应下满足持续正常工作9小时，在装设了风光互补发电系统后，当线路发生故障及线路检修情况下，蓄电池组件可得到风光互补发电系统输出的电能持续充电，避免了蓄电池组件电能耗空，FTU配电终端及相关通信设备停止运行的风险，确实提高了配电自动化终端设备运行可靠性。

4 结语

综上所述，随着智能配电网建设的全面推进，特别是农村电网配电自动化建设的逐步开展，配电自动化终端设备的运行可靠性将越来越凸显出其重要性。相比于传统的单一依靠外接式电压互感器作为配电自动化终端及其相关通信设备工作电源的建设模式，引入风光互补发电系统作为后备供电电源将实现供电电源的多样化，有效提高配电自动化终端设备的运行可靠性。特别在风、光资源条件较好，同时地处偏远地区的配电自动化建设中，风光互补发电系统将成为直接解决户外配电终端设备工作电源供电问题的一种可尝试应用的建设

模式。

参考文献

[1] 国家电网公司.配电自动化终端/子站功能规范（Q/GDW514-2010）[S].

[2] 林功平，徐石明，罗剑波.配电自动化终端技术分析[J].电力系统自动化，2003，（12）.

[3] 蔡朝月，夏立新.风光互补发电系统及其发展[J].机电信息，2009，（24）.

[4] 普子恒，倪浩，黄杨珏.浅析风光互补发电系统及其应用前景[J].科协论坛，2009，（6）.

作者简介：曾振源（1987-），男，宁夏固原人，国网浙江桐乡市供电公司助理工程师，研究方向：电气工程及其自

风力发电设备篇4

【关键字】风电场设备安装施工管理

中图分类号：TB492文献标识码： A 文章编号：

一、 风电场概念和内容

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。简单的说风力发电结构主要包括齿轮箱、发电机。

顾名思义，风电场是指将风能捕获、转换成电能，并通过输电线路送入电网的场所。主要由四部分构成：

1、风力发电机。即风力转换成电力的装置；

2、道路。风力发电机旁边的检修通道，变电站站内站外的通道，风电场内的道路，以及风电产的进出通道；

3、集电线路。分散布置的风力发带年纪组所发电能的汇集和传送通道；

4、变电站。风电场的运行监控中心和电能配送中心。

二、风电场设备及其安装工程

风电场的设备安装工程主要包括构成风电场固定资产的全部设备以及其安装施TT程。主要包括以下几个部分：

1、发电设备及安装工程

包括风力发电机组的机舱、叶片、塔筒、机组配套电器设备、机组变压器、集电线路、出线设备等及其安装。

2、升压变电设备及其安装工程

包括丰变压器系统、配电装置、无功补偿系统、所用电系统和电力电缆等设备及其安装。

3、通信及控制设备及其安装T程

包括监控系统、直流系统、继电保护系统、通信系统、远动及计费系统等设备及其安装。

4、其他设备及其安装T程

包括采暖通风和空调系统、消防系统、照明系统、车辆生产、劳动安全与丁业卫生T程以及全场接地等设备及其安装。并且包括备品备件和专用工具等上述未提及的其他所有设备及其安装。

三、设备安装质量控制

1、风电场机电设备安装质量控制的一般程序

慈溪风电场建设中机电设备安装质量控制的一般程序如图2所示：

2、电场机电设备安装的质量控制

（1）做好技术准备工作

在风机吊装前，组织风机厂家技术人员对业主单位、施工单位、监理等各方人员进行风机吊装技术培训。要求施工单位仔细研读风机厂家安装技术规范，仔细研读图纸，发现问题及时协调，提出预控措施，确保安装质量。严格审核安装作业指导书，优化安装在技术准备的过程中发现风电规程规范还不够齐全。许多技术依据不够充分，只能参照水电或者其他的行业标准；由于风机厂家实施技术保密使软件监理等工作无法开展，只能是一家之言

（2）认真进行设备开箱验收，发现问题及时处理

在风机设备吊装前，成立设备开箱验收小组，由监理工程师组织设备供货单位和安装单位，按供货清单、技术说明书、相关质量文件和规范进行开箱检查验收，主要对设备的外观和配件、备品、专用工具数量进行验收，验收合格后参加验收人员签证确认。在设备开箱验收过程中，发现有的设备缺件，有的设备在运输途中受损，有的没有合格证和试验资料，均要求厂家进行处理，直至达到合同规定的要求。在组织风机塔筒设备迸场验收的过程中，发现塔筒的防腐涂层局部损坏。经查看，供货厂家在塔筒封车及塔筒支撑中存在一定的问题，将问题反映给供货厂家后，有所好转，但是由于塔筒运距较远，约l 400 km，塔筒防腐涂层损坏的情况仍然存在，会同设计单位等制订了修补方案。

（3）严格执行部件吊装签证制度，做到不具备条件不吊

督促安装单位对每道工序必须进行自检，自检合格后由专职质检员检查，验收合格后由现场监理工程师复检，上道T序验收合格后才能进行下道工序，严格执行部件吊装签证制度，做到不具备条件不吊。由于严格执行该项制度，慈溪风电场建设没有出现一次大件吊装返工事件。

（4）加强监理控制．确保风机安装质量

加强监理事前控制。监理单位确保做好风机安装施工技术方案等审查_T作，检查是否满足施工需要，是否符合技术规范和合同规定；审查新材料、新工艺、新技术、新设备的技术指标、性能、应用范围、工艺方法、质量试验和证明资料，组织专家论证或现场试验；审核专业施工队伍、试验检测单位和特殊工种人员的资格证书，审核主要施工设备的年检证书和性能情况，检查是否满足合同和技术规定。

严格执行风机吊装监理旁站制度，做好进场施工人员、设备和安装场地检查工作，对风机吊装进行旁站和跟踪检查，监控每道安装T序，安装施工必须满足设计文件和厂家说明书和技术规范要求。对不符合要求的问题或违规操作现象及时制止，并提出整改要求，做好记录。做好事后控制，对已完工的施工工序(或安装部件)按设计文件、厂家说明书和规范规定进行检查、检测和验收，对不合格的问题进行返工处理，直至达到合格标准，并填写检查检测验收记录表，现场参加验收人员签字。

（5）工程质量的验收

风机安装终检是慈溪风电场建设质量控制的重要环节，也是有特色的一个环节。在风机安装之前，成立风机安装终检小组，明确参建各方职责，严格执行风机安装终检制度。风电场设备安装质量控制的重点是终检工作。为了做好终检丁作，成立了由业主单位、监理单位、施工单位、风机供货厂家四方代表组成的终检小组，组长由业主单位成员担当。终检是在机械和电气设备安装、电气设备试验、设备充电完成之后进行的，主要是对过程文件、机械连接、电气接线进行检查，重点是检查螺栓连接力矩。风机为高耸金属结构建筑物，每台风机有436根高强螺栓在现场进行安装，根据风机运行时振动频率特性，螺栓的连接质量将决定风机运行安全及运行寿命。由施工单位和监理提供详细的现场记录和单位工程评定资料，验收各方对提供的资料进行审核，并到现场查看或者抽查一定的项目，然后进行评定，并填写单位工程验收签证表，由单位工程验收组成员签字确认。

3、风电场管理

风电场的管理包括对于设备的检修维护，对安全问题的重视，对环境的保护等等。

（1）设备检修

由于我国的风电设备行业刚刚兴起，风电设备受到关键零部件技术瓶颈的制约现象比较严重，所以，定期对风电场各项设备进行检修维护替换，对于风电场的顺利运行时非常重要的。在风电机的质保期间是由厂家进行设备检修维护，但是随着风电场规模的扩大，设备检修维护的工作重心将从厂家转移到企业内部。所以对于规模较大、建设风电场较早的企业可以创建自己的设备检修专业队伍，专门对自己的风电场设备进行统一的检修维护。此外，对于设备的管理可以借助网络智能化的管理，节约人工成本。

（2）安全问题

这里提到的安全问题指风电场内部和外部两个方面。

a.风电场内部安全问题

风电场内部员工首先要牢牢树立“安全第一”的观念，采取“预防为主，综合治理”的方法。而风电场的修建大多在比较恶劣的环境之中，从选址、规划、投产到后期的维护过程中都具有很多的危险点，所以每个环节都需要工作人员深入参与，密切关注，提前制定防范措施，防止意外发牛时手忙脚乱。风电场的运行需要工作人员的巡视和定期检修。工作人员不仅需要掌握风力发电机的主要的结构性能和所涉及的专业技能．还必须具备检修技能。需要时还必须爬上低则四五十米。高则七八十米的风筒进行检修，所以，对于内部工作人员的安全问题必须重视，工作人员也需定期进行安全意识的培训。

b.风电场外部安全问题

风电场在一年四季的运行中，经常会遇到台风、雷电、盐雾等的自然因素的影响。台风由于静载荷和动载荷叠加效应会对发电机组产生破坏；雷电是对风电场影响严重的一种天气灾害，它的巨大能量会破坏风力发电机的叶片、击穿绝缘层，甚至烧毁元器件；盐雾多在南方沿海地带，其中含有的大量钠正离子会在叶片表面形成一层覆盖层。影响叶片的气动性能，并且经过一系列化学反应破坏设备强度，会有氧化物生成，使设备产生接触不良的现象，给安全和经济都带来很大的隐患。所以。对于各种自然天气带来的问题也必须予以重视，并且

经常巡查。及时处理。

c.环保

环保问题也是促进开发风力资源的一个很大初衷，所以，风电场更加需要注重环境保护的管理。在选址初期，除了对于风力资源的考虑外，还需要考虑风电场的建设是否会破坏当地的生态环境。而在风电场建成运行之后，更应该处理好产生的各种废奔物，防止污染材料的外泄。及时清理废气污染物，把对环境的威胁破坏降到最低。

风力发电已经成为了全球新能源的一大趋势，我国的风电发展迅速，风电场分布广泛，但是风电场的设备安装施工及其管理仍然有很多方面需要重视。相信在我国的不断努力下，我国风电行业将会愈加兴盛。

【参考文献】

[1]汤成亮 浅析风电机组并网运行方式及对电网的影响[期刊论文]-北京电力高等专科学校学报：自然科学版2012,29(2)

[2]程启明.程尹曼.王映斐.汪明媚风力发电系统技术的发展综述[期刊论文]-自动化仪表2012,33(1)

风力发电设备篇5

目前，在风力资源储量丰富的地方，一股投资风力发电的热潮正在不断升温。在此方面，民营企业表现出高度的敏感，许多民企竞相投资风电项目，浙江华仪集团就是其中之一。日前，本刊记者就风电开发这一主题对华仪集团进行了采访。

打开财富之门

华仪集团坐落于浙江省温州乐清市的华仪工业园内。从海上吹来的风温暖而湿润，拂动着园内葱郁的花草树木，翠绿的枝叶和靓丽的花朵映衬着一幢幢现代气息浓郁的建筑，烘托出华仪工业园美丽典雅的气质和蓬勃向上的朝气。

2002年3月份，华仪集团成立了控股子公司乐清华仪风能开发有限公司，从2003年开始运作洞头风力发电场项目。2003年9月份在洞头安装测风塔，2004年4月份，又成立了洞头县华仪风能技术开发有限公司，同年5月份完成资料收集和前期工作。

目前，由华仪集团等投资的浙江省洞头风电场工程，已通过浙江省环境保护科学设计研究院的鉴定，其可行性研究报告已经正式通过浙江省发改委的批准，这是今年浙江第二个获批的风电项目。乐清湾风电场项目也已经通过可行性分析；另外华仪集团还在辽宁、江苏等地三个风电项目进入了立项及可行性研究阶段。按照温州人“眼见为实”的投资习惯，华仪公司特意将其在温州乐清湾的风电项目作为示范点，供温州民企老板参观。

谈到企业投资风电的原因，华仪电器集团董事长兼总裁陈道荣说：任何一位具有历史使命感的企业家，都要有深刻的忧患意识，生于忧患，死于安乐，逆水行舟，不进则退。按照这种思维，我们在加快主业发展的同时，瞄准了国内刚刚起步的风力发电设备的研发。

最近，华仪集团的下属公司华仪风能开发有限公司与新疆金风科技股份公司签下合资协议，组建浙江华仪金风风电有限公司，意欲共同打开通往风力发电的财富之门。

新疆金风公司在风力设备制造方面，处于国内领先水平，而华仪集团是风电控制设备（电科院研究项目）和输配电设备方面的国内著名企业，一个是全国风力发电的“老大”，一个是全国首家生产大型风机的民企，通过双方的强强联合，意欲共同打开通往风力发电的财富之门。双方还将在大功率风力发电机如1.5MW、2.0MW研发方面开展广泛合作。

在签约仪式上，华仪电器集团董事长陈道荣称，合资公司浙江华仪金风风电有限公司总投资为1.5亿元，首期启动资金1000万元，主要从事大型风力发电机的生产制造、风资源测量与评估、风电场项目开发。近期，新公司除了在“拳头”产品600千瓦、750千瓦风电机组下大功夫外，还将着手1.2兆瓦、1.5兆瓦机组的开发。根据预测，2005年新公司可完成7000万产值目标，实现全年销售订单1亿元，预计到2010年可实现工业产值15亿元。此外，该集团除与新疆金风公司合作外，还与国际上两家著名的风力发电公司德国福兰德、印度苏士隆密切接触，打算在风力发电领域一展身手。

浙江省省长吕祖善对华仪进入风电产业表示赞许，曾于去年年底兴致勃勃地观看了华仪风电场演示模型及风机生产车间，详细了解了华仪目前生产的风机种类、风电场建设进度等情况。吕省长认为，浙江省目前用电极为紧张，电力供需缺口巨大，大力发展风电将是一条可靠及稳妥的解决出路。

风力发电不向民企设限

我国的风能资源储量居世界首位，而且商业化、规模化的潜力很大。中国拥有长达110263公里的连绵海岸线，具有丰富的风力资源。我国陆地上的大风场主要分布在新疆、内蒙古、甘肃、宁夏等西北地区,以及广东、浙江等沿海地区。在海上，从渤海、黄海到台湾海峡等都有很好的风力资源可以利用。

我国风力资源评价认为有10亿千瓦，其中陆上2.5亿千瓦，海上7.5亿千瓦。因此风力资源非常丰富，发展潜力巨大。另外，受世界能源危机的影响和环境意识的逐渐提高，风电取代火电将是未来发展的趋势。因此，在中国风能发展的市场前景非常可观。

在5月下旬结束的全国风电建设前期会议上，国家发展改革委能源局规划，至2010年建立完备的国内风力发电工业体系，装机总容量达到400万千瓦，风电技术和装备能力达到国际水平。会议还提出，国家将在河北、内蒙古、新疆、吉林等风能资源丰富地区建设若干个“百万千瓦级风电基地”，这使业内人士颇受鼓舞，届时风电将成为华北电网和东北电网的重要电源之一。目前，基地示范项目的设计和资料收集工作也于6月在相关省区展开。

民营企业在绿色能源开发方面表现出高度敏感，数量可观的民间资本正流向沿海省区。

拉开今年浙江民资风电投资热潮帷幕的是浙江绿能投资有限公司。1月中旬，该公司与舟山市岱山县签订了海上风电场建设项目投资协议书，计划投资20亿元人民币，总装机容量20万千瓦。随后的3月，慈溪金轮集团投资的慈溪风电场项目获批立项，投资额达3.8亿元，总装机容量4.95万千瓦。而近日业界又传出消息，一个由多家浙江民企出资的大型风电投资公司正在舟山筹建，年内即将进入风电投资领域。作为国家特许权项目之一的江苏如东风力发电场工程也已开工建设，其规划总装机容量达到85万千瓦，该项目是由北京华睿投资集团联能投资有限公司来建设运营的。

国家发改委能源研究所高级研究员、中国可再生能源规模化发展项目办公室主任周凤起对这个现象给予了肯定。他表示，风能是国家大力鼓励发展的，现在的问题是发展规模不够大，致使成本还难以降下来。沿海出现民资投资风电热潮，证明我国的风电还是很有市场的，这对壮大我国风电产业具有积极意义。

华仪集团将怎样应对未来激烈的市场竞争呢？华仪集团有关负责人说：从长远发展来看，设备的国产化将是发展的趋势。中国经济的迅速崛起和世界经济一体化的加剧，竞争是必然的。华仪集团在未来发展中主要作好三方面工作：一，提高产品研发能力，提高现有产品国产率；加大新产品研发力度，缩短与国际间技术差距。二，降低制造成本，提升竞争优势。三，充分利用社会资源，加快企业发展进程。

政策扶持绿色电力

我国的风力发电可谓前途光明，但前面的路也并非坦途，因为风力发电在我国为新兴产业，如稚子处于蹒跚学步阶段，距产业的整体成熟仍然相去甚远，在很多方面还存在问题和不足。

例如，目前我国风力发电的主要部件仍然依赖进口，我们自己不能制造，导致发电设备投资昂贵，再加上安装和运输成本比较高，而且风力发电投资回收期长，致使风电价格高于火电价格，而在欧洲一些国家风电的价格相当低廉。另一方面，由于我国对可再生能源的技术研发投入太少，导致风电发展缓慢，产业化、商品化程度低。所有这些都阻碍了风电的发展，政府对此必须扶持。

8月10日，国家发改委在其网站上公布了《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》(下称《通知》)，对风电场建设的核准和风电场上网电价进行了进一步的明确和规范。

《通知》规定，风电场建设的核准要以风电发展规划为基础，核准的内容主要是风电场规模、场址条件和风电设备国产化率。风电场建设规模要与电力系统、风能资源状况等有关条件相协调；风电场址距电网相对较近，易于送出；风电设备国产化率要达到70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设，进口设备海关要照章纳税。

龙源电力集团公司副总经理张源称，这项《通知》最大的变化是强调了风电设备的国产化和明确了风电设备的进口关税不能减免。这明显体现了国家要鼓励国产风电设备制造业的发展。

实际情况是，由于技术和资金的限制，国内的风电设备制造并不“红火”，据张经理介绍，目前国内唯一能批量生产风力发电设备的也只有新疆金风风力发电有限公司一家，而他们的产品也是品种单一，只能生产装机容量在750千瓦的风力发电设备，装机容量比较小；设备的技术指标也不如国外的先进。而国内其他风电设备制造厂也刚刚发展起来，产量一年最多也只有10几台。“因此短期来看，这项《通知》的出台，就有可能会影响建设风电厂的工期，因为设备的集合更困难了。”张经理说。

2004年我国76.4万千瓦的风电装机容量中，82%来自进口，其中丹麦NECMICON公司一家的产品，就占到中国总装机容量的30%。

多年以来，国内不少有实力的设备制造企业、科研机构一直在试图加快风力发电设备的国产化进程，然而直到今天，进口设备垄断国内市场的局面仍在持续。

“成本高、回报期长是阻碍国内风电设备制造迅速扩张的主要原因。”华仪集团相关人士告诉记者。向科长举例说，要制造一个装机容量在650千瓦的风力发电设备，大概就要投入300万到400万元的资金，虽然制造时期用不了一年，但回报期却需要10年，因此，这样的高门槛，像650千瓦这样大功率的风力发电设备国内产的就比较少，只有二三家在生产。

“关于风电场上网电价的确定细则，如果能有具体的文件落实，从长远看是影响风电场建设企业的关键问题。”华仪集团有关负责人告诉记者。他同时建议，国家如果支持风力发电的发展，可以出台一些电价方面的优惠措施，在国外，对于风力发电，就有电价补偿的机制，虽然目前国内有的省市也有相关的优惠措施，但国家并没有明确的政策和标准支持。

风力发电设备篇6

一、我国风电发展状况

我国风电发展于上世纪8O年代，到2005年底，全国已累计安装风电机组1854台，总装机容量126万千瓦，共有59个风电场，分布在15个省(市、区)，仅2005年就建成了5O万千瓦。通过“九五”“十五”的技术攻关、产业化和引进消化吸收再创新，我国风电技术和装备水平有了显著提高，已基本掌握了600千瓦和750千瓦风电机组制造技术，自主研发的直驱和引进技术消化吸收研制的1．2兆瓦风电机组已投入试运行，1．5兆瓦和2兆瓦级风电机组正进入研制阶段。在国家风电设备国产化政策的有力推动下，风电设备零部件制造水平也有了较大提高，具备了齿轮箱、叶片、电机等关键零部件制造能力，外商已开始在我国采购风电设备零部件。

为了加快我国风电的发展，2003年以来，国家大力推行大型风电场特许权建设方式，选择lO万千瓦级及以上大型风电场，由政府负责落实风电场资源、土地、环保、交通、电网接入和按中标电价收购风电可发电量等建设条件，通过公开招标方式选择投资者。特许权招标方式的推行，不仅加大了风电建设规模，而且大大降低了上网电价，增强了风电的市场竞争力，有力地推动了我国风电产业的蓬勃发展。

为促进风电发展，我国开展了全国风能资源评价、风电场选址评价等风电建设前期工作。全国人大通过了《可再生能源法》并已开始实施，可再生能源中长期发展规划提出了到2010年建成500万千瓦风电和到2020年达到3000万千瓦的发展目标。特别是2005年在北京召开了国际可再生能源大会，极大地提高了全社会对可再生能源重要性的认识，各方面投资可再生能源的积极性空前高涨，其中风电是许多投资者的首选领域。我国风电建设进入了新的规模化发展阶段。

二、我国风电发展面临的主要问题

(一)风电技术研发和设备制造能力不强

我国风电设备制造走的是一条从带料加工到合作生产或购买许可证国内组装的技术路线，风电系统工程研发制造能力较弱。一方面受制于外商风电设备制造技术保护非常严格，难以掌握风电机组的核心技术；另一方面受人才、技术、工艺和材料等多种原因的制约，国内企业消化吸收引进技术的能力薄弱，特别是重点能源设备制造企业介入风电设备制造行动迟缓。

(二)风电技术研发和引进没有形成合力

我国风电市场起步初期，国家尚未给予高度重视，没有像安排大型水电、火电、燃机等动力设备那样，实行捆绑引进，以市场换技术的方针。目前，外商风电技术在我国实行多头转让，赚取我国外汇。另一方面，国家也没有组织国内相关研究机构和重点能源设备制造企业，及时、系统参与风电设备自主研发或引进技术消化吸收，导致风电技术的研发和制造能力远远不能满足风电发展需要，至今兆瓦级及以上风电设备尚未形成规模化生产能力，成为制约我国风电健康发展的重要因素。

(三)风电发展缺乏专业及复合型人才

风电设备制造是一项集空气动力、机械制造、发电技术、电子控制和高可靠性设计为一体的综合性高新技术产业。由于种种原因，我国还没有建立起专业的风电技术研究开发机构，与火电、水电和核电相比，风电产业缺乏从设计、制造、安装、调试及运营管理的人才培养体系。全国尚没有大学开设风电专业，风电技术研发和管理人才严重不足，特别是系统掌握风电理论并具有风电工程设计实践经验的复合型人才匮乏，难于适应当前风电快速发展的需要。

(四)风电产业服务体系有待加强

目前，我国风电产业服务体系尚不完善，风电技术标准、产品认证、系统设计、工程管理等基础都比较薄弱，风能资源评价体系、宏观选址和微观选点技术深入研究不足，大型风电场的并网技术以及风电对接入电网影响等的研究工作，由于实践经验少，研发工作滞后，风电产业服务体系不完善，也是影响风电发展的重要因素。

(五)风电发展政策落实难度大

由于风能资源具有间歇性，在我国风电尚处于发展初期阶段，投资建设成本还比较高。因此，风电发展初始阶段必须有国家政策的引导与支持，包括支持风电技术研发的资金政策、鼓励风电发展的税收政策、风电运营的成本分摊政策等。虽然《可再生能源法》提出国家设立专项资金支持可再生能源发展，还明确可再生能源发电高于当地电网平均上网电价的部分在全国范围的销售电价中进行分摊，但这些政策至今都没有落到实处。

三、促进风电产业发展的建议

(一)统筹规划、合理布局

全国一盘棋这样一个整体的思路，要统筹规划、合理布局。风电有自身的特殊性，从风资源的分布上来说，是有地域性的。大家都知道我国有两大风区，内蒙古是其中之一，位于很重要的地位。但是风电发展不止是风资源，还包括配套的电网送出工程。包括附近的电力用户是否落实，建设风电场长距离的送出工程建设，如果电力用户远离风电场，都不是很经济的。从经济性的角度来考虑，我们可以借鉴国外风电规划方面的成熟经验。大约10年以前，当时德国风电发展还没有达到今天的规模，在德国的经济部，我们看到所有德国的风电场，不管是已在建设的还是未来要建设的，在地图上一览无遗，给我留下了很深的印象。哪些地方风资源丰富，哪些政府需要优先开发的，总体有一个统筹的规划。在“十一五”期间，国家重点要规划个大的百万千瓦级风电基地，其中包括内蒙古若干几个百万千瓦风电基地。

再一方面要考虑鼓励竞争，风电从目前来讲，成本是比较高的，对于电网公司，收购高价格的风电，确实有一定的难度，还是有一些抵触。如何能够让电网公司支持风电发展，风电要尽量降低自身的成本，通过竞争的方式可以有效地降低风电的成本。通过几次风电特许权招标，风电项目的成本和风电的价格确实降低了很多。风电成本和电价降低以后为风电的发展腾出了比较大的空间。如果我国的国力能够承受电价的一定上涨，如三到五厘这样的一个电价容量，风电的价格能够降低下来，整个的风电装机就可以增加，从长远来讲，有利于风电的发展。现在“十一五”计划刚刚开始，全国一盘棋的思想就是要突出风电发展的整体性和科学性。要从全国风电发展如何布局方面去考虑。

（二）风电场要实行有序开发

风电场要实行有序开发，因为风资源有优劣之分，要优先开发风资源好的地方。对于我们国家来讲，风资源主要分布在西部地区，对于实施西部大开发战略，是非常有益的。因为《可再生能源法》规定，风电高出常规发电的差额部分，是要全国来分摊。如果把风电场重点规划在东部，虽然经济承受能力比较强，但也要在西部造成电价的分摊，如果比例过高，就变成了西部支持东部。所以从风电的规划来说，应该有一个优先的顺序。一方面要优先开发西部风资源比较好的地区，另一方面也要按照西部大开发的战略，使东部来支持西部的发展，所以确定比较合理的风电开发的顺序，是很重要的。特别现在有些地区出现跑马圈地，风电场建设一哄而起的现象。这个问题就更为突出一些。

（三）加快风电建设促进设备制造国产化

目前，制约我国风电发展的重要因素是技术研发和设备制造能力弱，实现风电设备国产化是加快我国风电发展的重要基础。因此，风电的建设必须要与促进其技术研发和设备制造国产化相结合，通过风电的规模化建设，为国内风电设备制造提供发展机遇和需求市场，促进国内风电设备制造业的尽快发展，不能简单地为了扩大风电规模而从国外大规模引进风电设备。目前，我国已在采取将风电投资者与设备制造企业联合投标建设大型风电场的方式，旨在加速促进风电设备制造的国产化。

风电设备国产化应该放在风电发展的首位。从过去的几个五年计划，国家风电虽然取得了一定的发展，到2005年底全国风电装机容量已达126万千瓦。但是从总体上来说，风电设备还是基本依靠进口，国产设备只占到20%左右，而且单机容量都比较小。近几年国家特许权项目还有各省、自治区的5万千瓦以下的项目建设，都出现了风机价格上涨、整个风电造价上升这样一个趋势。甚至有些地区的风电项目出现购买不到风机的情况。这就反映出风电的发展，不可能依靠设备的单一进口，来创造风电的大发展。根据风资源的普查结果全国可利用开发的风资源总量非常大。如果我们从总量中开发出相当一部分，不依靠购买国外设备，主要还是要依靠国产设备，来发展我们的民族工业。否则风电的造价居高不下，对于风电的长远发展是非常不利的。最近国家发展改革委有几个比较大的举措。江苏经过了三次风电特许权招标，价格趋于比较平稳，为了加快江苏的风电产业发展，再采取以前风电特许权招标的方式很难进一步加快发展步伐。为了加快发展速度，邀请了三峡、华电、中广和三家公司，这三家公司也希望按特许权招标0.4877元形成的电价在江苏建设20万千瓦的风电场。购买的设备就是购买国产的风机制造场的产品。按照这样一个布局，风电的发展速度将大大加快。项目由省级发展改革委来组织实施，从管理等各个方面尽可能简化，风电的有序发展就会进一步加快。2006年特许权第四期项目，一个是河北的张北地区，一个是在内蒙古锡盟、包头，一共是70万千瓦的风电场。采取统一招标来确定风电设备供货商的方式。不像以前风电特许权只确定项目业主，要把项目业主和风电制造商打捆招标。在招标过程中充分考虑哪一个投标商提出国产化的方案更为可行，再对方案进行详细的评审，落实有关的技术，无论是采取与国外联合设计还是引进技术自主想法吸收再创新等方式，我们要组织专家进行详细的评审。对于国内风机制造的大型企业要进行一些重点的扶持，像对金风、大连重工等这些厂家进行重点的扶持，突破国外风机制造厂对我们技术上的制约。风电国产化在下一阶段会有很大的进展，而且配合特许权招标，国家要进一步落实重大装备国产化专项补贴。

(四)加快建立和完善风电产业体系

目前，制约我国风电发展的另一个重要因素是缺乏风电技术人才，风能资源评价、风电场设计、并网及运行管理等产业服务体系不健全，风电场建设的技术仍主要依靠国外提供。因此，要加快风电人才培养，健全风电产业服务体系，在有条件的大学要设立风电专业。认真研究整合国内现有资源，尽快建立国家风能资源评价和设计研究机构、风电并网技术研究机构，加强风能资源评价、风电场设计和风电并网技术的研究和技术服务能力，尽快建立健全风电产业服务体系，为今后风电的大规模发展创造条件。

(五)落实促进风电发展的政策

风电是可再生的清洁能源，由于风能资源的特殊性，目前，风电建设成本还比较高，特别是由于风能资源相对集中在西部贫困地区，如果风电建设的高成本全部由西部贫困地区承担，这是不公平的，也是不能持续发展的。因此，《可再生能源法》规定，可再生能源发电价格高出当地平均上网电价的部分，要在全国范围内的销售电价中分摊，以实现可再生能源发展的公平分摊原则。另外，为了促进风电的发展，《可再生能源法》要求国家有关部门要制定支持风电发展的投资税收和信贷优惠政策。由于多方面的原因，目前这些政策都没有得到实施。因此，必须尽快落实促进风电发展的宏观政策，否则风电很难实现持续大规模的发展。

风力发电设备篇7

2011年，随着全球风电产业进入低谷，中国风电市场放缓，中国风电设备制造商也随之进入低潮期。然而中国风电设备制造业还面临着一个自身的症结———低水平重复建设导致的产能过剩问题。依照国家相关部门的配额制计划，2011年至2015年间，中国平均每年装机量约为1500万千瓦，而2011年中国主要风电设备制造行业产能已达到3000万千瓦以上，但2011年国内新增风机装机容量仅为1800万千瓦，这导致国产设备40%以上的产能处于闲置状态。2012年，中国新增风电装机1296万千瓦，同比下降达26．5%，即使不考虑2012年的新增产能，仅按照2011年3000万千瓦的产能计算，2012年的产能闲置率也已超过55%，进入2013年的实际情况也并没有得到改善。造成国内风电设备制造业产能过剩的主要原因在于:一方面由于政府的地方保护主义政策扶植使得国内企业想要抓住机遇快速发展，因而大量的扎堆重复建设;另一方面风电设备制造企业的低起点，且国内目前缺乏统一的建设标准，企业生产的设备质量没有良好的监管机制，使得生产出来的设备质量远低于国际水平，造成量大而质差的现象。

二、中国风电设备制造行业营销战略的调整

面对当前的市场环境以及行业内的产能过剩现象，我国风电设备制造企业应该及时调整企业自身的营销战略，通过开辟新的风电设备服务市场来增加企业盈利;同时通过提高企业的技术水平来完善产品质量，通过高质量的设备来增强企业竞争力。(一)风电设备服务业市场的开辟我国的风力发电厂的技术还没有达到成熟的阶段，仍然存在着一些缺陷。风力发电厂在进行设备调试过程中会产生大量的调试费用，之后仍不可避免的出现日常维护以及设备修理的问题。目前国内风电设备都有5年的质保期，而设备的服役期是20－25年，在质保期内，整机制造商会负责设备维修维护，当前中国出质保期的设备还不多，但是由于国产设备的质量缺陷，使得陆续走出质保期的风电企业不得不面临设备维修维护的巨大费用，此时，风电服务的需求日益增加。风电服务的主要内容，包括风电项目前期机组选型、项目选址等内容的咨询形式工作，中期项目建设，以及后期的风电运维管理。国内风电服务市场主要存在三类服务公司。一种是业主单位成立、专门负责服务的子公司，如金风科技旗下的中能联创;第二种隶属于整机制造商，如天源科创;第三种则是独立的第三方服务公司。背靠业主的服务公司发展最好，而整机制造商未能在后服务领域有所作为，事实上，这一现象与国外截然不同，在国外，业主认为整机制造商是最了解自己设备的性能，专业的事情应该交给专业人员去做。可以说，整机制造商是三者之中技术实力最强的。目前国内风电设备制造企业对服务市场的一些理解并不到位，其不仅仅是简单地维修和排放，而是以实现风机价值最大化为目标，搭建一个完整的体系去帮助客户实现财务目标。例如全球第一的整机制造商维斯塔斯和国内企业金风科技都提供这样一种服务:通过数据分析，在核实的时间停机修检，以保证风机不因检修损失过多的发电量。当然这种增值服务要建立在强大的数据库之上。类似的增值服务种类很对，国内企业在面对产能过剩的条件下，可以考虑升级企业的经营范围，拓展企业在风电服务市场的业务，提高市场占有率，实现困境下的盈利。(二)高质量设备将带来的新生机近年来国内风电设备制造行业陷入持续的恶性价格战之中，简单地追求整机规模、低廉的价格，而缺乏对设备核心技术和设备质量的重视，导致先的产能严重过剩现象，以及行业倒退现象。企业盲目跟风扩大规模，无暇顾及关键核心技术的研发，目前国内的大部分企业还是依赖国外的技术。中国风电设备制造业急需进入质量竞争阶段。风电设备制造业内专业人士表示，高质量的风电设备不存在产能过剩问题，随着一系列关于风电技术、风电场建设和管理规范、风电并网标准等政策出台，中国风电行业发展将日趋成熟和完善，投资商对于高质量风电设备需求会更迫切，这对注重产品质量和客户价值的风电设备制造企业来说，将迎来更好的发展机会。另外，2012年7月，美国商务部对原产于中国的应用级风电塔做出反倾销初裁决定，贸易保护主义也阻挡了风电企业开拓海外市场的脚步。另外，由于海外风电市场有较高的认证准入门槛，很多风电设备商难以进入海外市场。这再一次警醒国内的风电设备制造商:要重视设备质量，风电是一个高风险行业，需要高度重视风电设备质量，设备商要对投资商负责任。风电设备制造业未来的发展应该建立在质量与规模并重的基础之上，不断提高自身的核心竞争力，在宏观政策为风电产业市场提供健康良好的生存发展的环境下，完善国内市场的目标定位，开拓国外的细分市场。让企业的质量实力为企业在产能过剩的条件下产生新的生机。

三、结语

目前我国风电产业市场规模巨大，潜力也是巨大的，尽管目前整个行业由于盲目“中国式”扩张导致了一系列的问题，但是及时认识问题、调整发展战略，仍然能够提升企业的实力与市场竞争力。在企业完善自身的过程中，国家也应该认识到，良好的市场才是风电产业质量提高、技术进步、健康发展的有力保障，让市场在资源配置中起主导作用。希望国家与风电企业的共同努力与进步，使我国能更好地应对未来生存环境资源短缺的挑战。

风力发电设备篇8

摘要：本文在对电子设备热控制的基础理解上，提出了热控制方法、以及对热控制的维护及检修。

关键词：电子设备 热控制技术 维护

1 电子设备热控制技术现状

我国电子设备热控制技术自主性研究始于二十世纪六十年代初，随着功率器件的不断涌现，发射功率的提高，强迫风冷，强迫液体冷却、蒸发冷却相继研制成功，并得到了广泛的应用。如当时大型计算机的静压室风冷，雷达发射机中磁控管、速调管、调制管、阻尼管、行波管的风冷、液冷。广播发射机的水冷和蒸发冷却。机载电子装备的风冷和液冷。地面通讯设备的整机风冷、舰船设备的风冷和液体冷却、宇宙设备的热电致冷、辐射冷却和热管传热等等。经过几十年的努力，我国已形成了一支素质较高、设计能力较强的热设计队伍。在已取得的热设计成果的基础上，一些特别恶劣环境条件下应用的电子设备热控制技术，也取得了长足的发展。如机载设备 ATR 机箱的热分析、空芯PCB机箱的热设计、充氦导热模块的热设计，热管传热的多用途应用。最佳自然冷却和风冷 PCB 间距的研究，导热液体填充袋，低热阻导热膏、导热脂的研究，微通道散热器的研究等等都已经取得了可喜的成果。一些热控制器件，如散热器（型材散热器、又指型散热器、电力散热器）已形成规模生产，特种热管（扁平热管、柔性热管）均已有一定规模的生产能力。

2 电子设备的热控制方法

2.1 自然冷却

自然冷却：导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合。其优点是可靠性高、成本低。在功率密度不高的电子设备中应用较多。为增强电子设备自然冷却能力。应从以下几方面进行设计：（1）改善设备内部元器件向机壳的传热能力。（2）提高机壳向外界的传热能力。（3）尽量降低传热路径各个环节的热阻，形成一条低热阻热流通道，保证设备在允许的温度范围内正常工作。

2.2 强迫空气冷却

利用风机、风道等专用部件迫使空气强行对流来达到降温散热的目的。

2.2.1 整机的抽风冷却

整机的抽风可以分为有风管和无风管两种形式。抽风冷却主要适用于热量比较分散的整机或机箱。抽风的特点是风量大，风压小，各部分风量比较均匀。由于它的热空气密度较小，有一个浮升力，因此，抽风机一般都装在机柜顶部或上侧面，出风口面向设备周围的大风。

2.2.2 整机的鼓风冷却

整机的鼓风冷却也可分为有风管和无风管两种形式。

2.2.3 通风机的选择与使用

选择通风机需要考虑的因素很多，如空气的流量及速度、通风机的效率、通风系统的阻力特征、环境条件、风量、风压、噪音、体积和重量等，其中主要参数是风量和风压。要求风量大，风压低的设备一般选用轴流式风机，反之可选用离心式风机。当通风机的风量能满足需要但风压小于风道的阻力时，可采用通风机串联，以提高工作压力。通风机串联时，风量基本上等于单台风级的风量，风压则相当于两台风机压力之和。通风机并联的风压是单台风机的风压，但风量是各风机风量之和。并联适用的优点是气流路径短、阻力损失小、气流分布比较均匀，但效率较低。强迫通风冷却时气流方向及风机的安装位置等将影响冷却的效果。轴流式鼓风系统由于风机位于冷空气的入口处，把冷空气直接吹入机壳内，可以提高机壳内的空气压力，并产生一股涡流，改善换热性能。但是风机电机所产生的热量也被冷空气带入机壳影响散热效果。

3 热控制装置的维护及检修

热控系统监控功能不断增强，范围迅速扩大，故障的离散性也增大。当热控系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境，以及安装、调试、运行、维护检修人员的素质等这中间任一环节出现问题，都会引发热控保护系统的误动。因此，如何进一步做好热控系统维护及检修，提高热控设备和系统运行的安全可靠性至关重要。以下本文将以热电偶检修及热电阻检修为例来说明如何对热控制装备进行维护。

3.1 热电偶检修

在检查热电偶时，首先应检查绝缘，然后检查电极是否有裂纹、脱层、磨损，工作端有无小孔，表面是否光洁。若发现电极有以上情况应更换。对重要测点的保护套也应进行检查，除外观检查没问题外还应由金相室进行检查。对于装热电偶检查元件损坏只能整体更换，并查找烧坏的原因。热电偶在安装时必须符合安装要求，应避免装在炉孔旁边或与加热物体距离过近以及具有强磁场之外，热电偶的接线盒不应碰到被测介质的容器壁。热电偶参比端的温度一般不应超过 100度，并且避开被雨淋的地方。在安装高温高压热电偶时，一定严格保证其密封面的密封。带瓷保护管的热电偶，必须避免急冷急热，以防瓷管爆裂。

故障分析：

3.1.1 热电动势比实际应有的小：a）热电偶内部漏电；b）热电偶内部潮湿；c）热电偶接线盒内接线柱短路；d）补偿导线短路；e）测量端损坏；f）补偿导线与热电极的极性接反；g）安装位置或受热长度不当；h）参比端温度过高；i）热电偶种类与仪表刻度不一致。

3.1.2 热电动势比实际应有的大：a）热电偶种类用错；b）补偿导线与热电偶种类不符；c）热电偶安装方法或插入深度不当；d）补偿导线与热电偶间接线松动。

3.1.3 测量仪表示值不稳定：a）接线柱和热电极接触不良；b）热电偶有断续接地和短路现象；c）热电极将断未断；d）安装不牢固， 热电偶发生摆动；e）补偿导线有断续接地和短路现象。出现以上情况应认真检查，仔细分析，排除故障，确保设备安全运行。

3.2 热电阻检修

外观检查：检查感温元件的瓷管是否完整，电阻丝有无损伤、紊乱、腐蚀现象，然后检查电阻值。安装和接线检查同热电偶相同。故障分析：a）指示值比实际值低或指示值不稳定：保护管内有水或接线盒上有金属屑、灰尘或热电阻短路；b）指示值无限大：热电阻断路；c）指示值最小：热电阻短路，显示仪表接线接错。对以上出现的情况， 若查出热敏感元件损

坏应进行修复或更换。以上是关于热控装置维护的两个例子，要切实维护好电子设计中热控装置的安全及有效性，从根本上说，应当加强热控系统设计的科学性与可靠性、控制逻辑的条件合理性和系统完善性以及热控技术监督力度和管理水平，开展热控系统与设备质量评估工作。

有必要在贯彻落实热控系统检修运行维护规程的基础上，结合安全评价标准，收集、消化吸收国内有关电子设计技术的管理经验。总结、提炼自动化设备运行检修和管理经验、事故教训，编制一个系统化、规范化、实用、可付诸操作的指导条例，用于开展行业热控系统设计、基建、运行维护、检修、监督的评估工作。并且减少设计、选型、安装调试过程中的安全隐患和遗留问题，提高基建移交商业运行机组热控系统的可靠性。

参考文献：

[1]高泽溪，高成，王诞燕.电子设备热设计、热评估实施要求[J].电子产品可靠性与环境试验，2002，（3）.

[2]王道远.浅谈电子设备热控制技术[J].机械管理开发2008，23（6）.