风力发电发展与绝缘技术ppt课件.ppt

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1、风力发电发展及其绝缘技术皮如贵,2,风能及风轮机应用历史,3,风能及风轮机应用历史,4,风能及风轮机应用历史,5,风能及风轮机应用历史,6,4800MW,74223MW,全球风力发电历年装机容量,风电机组按900$/kW估算2006年全球风电设备产值约135亿美圆2006年全球风电场总投资约200亿美圆,7,05年约2%列第8位,06年约3.5%列第6位,全球风电装机容量前十名国家(%),8,新增风电装机容量(MW),05年498MW列第5位,06年1347MW列第5位,2007年世界新增风电装机容量 至2007年底，我国风电实现并网发电已接近600万千瓦（6GW）。,9,10,10大风力发电

2、设备供应商,11,10大风力发电设备供应商市场份额,12,风能应用的环境效益,风电成本,风电平均成本分别为0.3730.461 元/千瓦时，较为合理的上网电价范围是0.5660.703 元/千瓦时（含增值税）。 风电的上网电价约每千瓦时0.63 元，比全国火电平均上网电价每千瓦时0.31 元高一倍。,13,中国风能储量,我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源丰富。 根据全国900 多个气象站陆地上离地10m 高度资料进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26 亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53 亿kW， 近海可开发和利用的风能储量有7.5 亿kW， 共计约1

3、0 亿kW。,14,15,全国风力资源分布,16,05年总装机 1864台05年总容量 1266MW 0.24%05年上网电量 15.3亿度 0.08%,06年新增装机预计8001000MW实际1347MW上网电量约 25.3亿度,中国风力发电场分布图,1986 年建设山东荣成第一个示范风电场，中国居世界第6位，亚洲第2位（位于印度之后）。,全国主要风场列表,辽宁省大连市獐子岛风电场辽宁省大长山风电场辽宁省小长山风电场辽宁锦州风电场上海崇明风电场上海奉贤风电场广东深圳大梅沙风电场山东荣成 长岛风电场,2008-03-14,17,新疆达板城风电场新疆布尔津风电场新疆阿拉山口风电场内蒙古辉腾锡勒风

4、电场内蒙古商都风电场内蒙古锡林风电场宁夏贺兰风电场宁夏红碴子风电场黑龙江穆棱十文字风电场河北丰宁风电场吉林富裕风电场,发展战略,目前国家规划的主要项目有广东省沿海和近海示范项目31 万千瓦；福建省沿海及岛屿22 万千瓦；上海市12 万千瓦；江苏省45 万千瓦；山东省21 万千瓦；吉林省33 万千瓦；内蒙古50 万千瓦；河北省32 万千瓦；甘肃省26 万千瓦；宁夏19 万千瓦；新疆22 万千瓦等。 2020 年规划目标是20003000 万千瓦，风电在电源结构中将有一定的比例，届时约占全国总发电装机10 亿千瓦容量的23%，总电量的11.5%。,18,19,达坂城风电场中控室,20,达坂城风电场

5、安装现场,21,中国风电市场份额,2005年底,2006年底,22,2006年度,中国市场国外制造商份额,2005年度 354.65MW 70.60%,Vestas 73.1MW 20.6%,Vestas 314.95MW 42.75%,2004年更换一批双馈风电机组的齿轮箱Vestas亏损3900万欧元,736.75MW 55.10%,23,中国市场国内制造商业绩,89.7% 132.45MW,80.81% 445.2MW,2005年度 147.7MW 29.40%,2006年度 550.9MW 41.20%,风力发电机功率与塔高的关系,24,风力发电技术,25,风力发电技术,26,风力机分

6、类及其功率、转速调节,主流风力机水平轴 上风向 三叶片变桨距 变转速,风力发电技术,27,现代水平轴式3叶型风轮机,风力发电技术,28,恒速风力发电机组原理图,风力发电技术,29,变极鼠笼异步发电机,风力发电技术,30,ABB 600kW鼠笼异步风力发电机,风力发电技术,31,西门子660/180kW变极鼠笼异步发电机,风力发电技术,32,ABB-1300/250kW变极鼠笼异步发电机(bonus),风力发电技术,33,双馈风力发电机组原理图,风力发电技术,34,双馈风力发电机组原理图,35,双馈风力发电机组模型图,36,2001年制造商, DeWind出产地, 英国拉夫堡市涡轮机直径为70米

7、3片叶片15转/分钟功率输出, 2兆瓦,37,1.5MW双馈异步风力发电机组（空冷）,38,3MW双馈异步风力发电机（空-水冷）,图片来源：Winergy, Germany,39,图片来源：GE Wind,三级行星齿轮箱,40,图片来源：Winergy, Germany,转子侧变流装置,41,东方汽轮机风电机组,42,东方汽轮机风电机组,43,东方汽轮机风电机组,44,直驱型风力发电机组原理图,45,直驱型风力发电机组控制原理图,46,3MW直接驱动型永磁同步风力发电机,图片来源：Siemens AG, Germany,47,直驱风电机组变流器,48,49,齿轮箱速比可调的风力发电机组,50,

8、一级行星齿轮箱 9：1发电机转速190rpm极数 72极,半直驱型风力发电机组模型图,中国叶片制造与发展,叶片是风力发电机的核心部件，造价约占整个设备的1/4到1/3。,51,中国叶片制造与发展,52,中国叶片制造与发展,53,中国风电叶片制造与发展,我国现有制造并销售叶片的工厂仅天津LM与无锡中航惠腾两家。和世界上绝大多数叶片制造业一样，这两家均采用以玻璃钢为主要结构体的生产技术。LM主要为GE等自己不生产叶片的欧洲大型客户提供1.5兆瓦叶片，年产可达百套叶片，目前在天津的生产已经趋于饱和，将很难保证以上风机制造企业后期大规模的订单。中航惠腾主要为金风提供660千瓦和750千瓦叶片，正在开发

9、1.3兆瓦与1.5兆瓦叶片，2004年产叶片装机约4万千瓦。Vestas和Gamesa计划近期在中国建厂，但仅为自身提供叶片。我国在未来四年计划新装风力发电机组超过300万千瓦，然而以上几家叶片厂每年总共能提供叶片仅几百套，可装机约几十万千瓦。虽然LM与无锡中航惠腾都在筹划扩建，但近期内难以满足市场的需求。 此外，天威宝变、上海玻璃钢研究所、北京玻钢院复合材料有限公司、哈尔滨联创股份公司、连云港中复连众复合材料集团有限公司等也与国外先进设计技术结合或者自主开发，准备进入风能工业。,54,风电叶片发展种类,钢梁玻璃纤维蒙皮叶片铝合金等弦长挤压成型叶片玻璃钢叶片玻璃钢复合叶片 采用型钢纵梁、夹层玻

10、璃钢肋梁及叶根与轮毂连接用金属结构的复合材料做叶片碳纤维复合叶片 碳纤维(carbon fiber，简称CF)复合材料叶片刚度是玻璃钢复合叶片的两至三倍。,55,玻璃钢叶片制造技术,传统复合材料手糊工艺RIM注射成型技术 将两种或两种以上的组分在混合区混合后，注射到闭模中反应成型。可直接在一种组分内先加入磨碎玻璃纤维原丝和(或)填料。亦可采用长纤维（如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等）增强，在注射前，将长纤维增强材料预先置入模具内。RTM模压成型技术 首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和

11、紧固以及注射从排气系统以保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构件。缠绕预浸料热压工艺制造,56,叶片树脂类型,环氧树脂类不饱和聚酯树脂类,57,风力发电绝缘技术,风力发电机按照电压分类：低电压散嵌下线型 660V900V高电压成型线圈型 6kV10kV,58,风力发电绝缘技术,按照电机类型分类：异步发电机 双馈式同步发电机 直驱式 半直驱式,2008-03-14,59,风力发电绝缘技术,绝缘技术特点少胶VPI技术耐热等级： F级 H级耐电晕性能耐低温性能：50可靠性高,60,风力发电绝缘技术,61,VonRoll绝缘体系介绍,风力发电绝缘技术,62,VonRoll绝缘体系介绍,63,机组单机容量不断增大兆瓦级机组比百千瓦级机组具有更好的经济效益50m高处捕捉的风能比30m高处多20%。控制技术采用变速平均风速6.7m/s时比恒速机组多捕获15%的风能变浆和变速更具发展优势直接驱动和混合驱动的市场份额不断扩大德国近年新装风机中直驱机组占总容量40%以上海上风力发电技术取得大进展同等容量装机成本增加60%，电量增加50%每向海上前进10千米，发电量增加30%超大型机组正在研制中如单机10兆瓦机组风电制造已经开始从造机器到造电站转化,风电技术的发展趋势,64,谢谢大家,