李永東：風(fēng)力發(fā)電核心技術(shù)變換器發(fā)展趨勢(shì)

　　主要看有哪些核心技術(shù)，因?yàn)槲覀円莆蘸诵募夹g(shù)才有高端利潤(rùn)，都搞勞動(dòng)、機(jī)械密集型產(chǎn)品，核心技術(shù)被人家掌握，大部分電流其比如70%80%變流器用國(guó)外的，高端利潤(rùn)人家拿走了。核心技術(shù)一個(gè)是風(fēng)輪機(jī)，其次是發(fā)電機(jī)，最后是整個(gè)電控系統(tǒng)。前一些年搞定漿鋸失速控制，發(fā)電機(jī)我們國(guó)家目前做的比較多。主要是控制系統(tǒng)，包括這幾方面技術(shù)，一個(gè)是風(fēng)輪機(jī)控制，另外發(fā)電方式控制，還有不同類型的易變器控制，還有MPPT，MEPT，儲(chǔ)能控制等，控制屬于核心技術(shù)。真正的核心控制器尤其變流器大部分是國(guó)外的。
　　變流器屬于核心部件，目前國(guó)產(chǎn)化率比較低的，被國(guó)外巨頭壟斷，最近幾年國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)企業(yè)界在這方面投入巨大資金，包括國(guó)家十一五公關(guān)計(jì)劃有長(zhǎng)足進(jìn)步。有這么幾個(gè)類型，一個(gè)是高速型的發(fā)電機(jī)功率非常小，但是需要一個(gè)齒輪箱，因?yàn)轱L(fēng)的速度本來比較低，其次是低速型全功率的，這個(gè)不要齒輪箱，齒輪箱經(jīng)常是故障來源，但是發(fā)電機(jī)體積非常大，最近研究中速型的，發(fā)電機(jī)的體積相對(duì)小一些，綜合兩種的優(yōu)缺點(diǎn)。 
　　 這是一個(gè)典型的目前用的最多的雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，核心是電子設(shè)備，變頻器是背靠背的，雙向的，容量是發(fā)電機(jī)容量的1/3到1/2，所以成本比較低。好處是完全可控，不管風(fēng)速大小可以捕獲功率。問題就是低電壓傳閱，這是我們國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求必須解決的問題，就是電網(wǎng)故障發(fā)電機(jī)不能脫網(wǎng)，目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求必須具有這個(gè)能力，很多需要改造。
　　永磁發(fā)電機(jī)有點(diǎn)是低電壓穿越問題稍微好一些，而且低速的時(shí)候可以省掉齒輪箱，但是問題成本高，包括所有的傳輸功率要通過它，另外漲價(jià)了。有一些不同控制，主要問題成本比較高，體積比較大。
　　另外含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)，剛才我們說風(fēng)電是一個(gè)隨機(jī)能源，電力系統(tǒng)不太喜歡，還要加備用電站，太大影響整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制起來比較麻煩，所以現(xiàn)在在研究注入多大風(fēng)力發(fā)電對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，很多國(guó)內(nèi)外的企業(yè)和大學(xué)也都在研究，進(jìn)一步研究數(shù)額預(yù)測(cè)，不確定情況下怎么建模，電網(wǎng)故障情況下怎么解決穿越問題，課題非常多。這實(shí)際是一個(gè)核心技術(shù)，假如這個(gè)突破之后才能占領(lǐng)高端，我們現(xiàn)在很多企業(yè)打拼的很累，因?yàn)槔麧?rùn)比較低，做一個(gè)東西很多人一擁而上，核心技術(shù)做的人很少，需要大量人才。
　　這是前面講的趨勢(shì)，在2030年以前的預(yù)測(cè)是占10%，可能現(xiàn)在要超前。在這個(gè)情況下假如全用國(guó)外的成本非常高，因此需要加速核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，要發(fā)展大型離岸風(fēng)力發(fā)電，進(jìn)一步成本降低。現(xiàn)在國(guó)家搞的大陸上三峽，發(fā)完之后輸不出來，沒有很多用戶，都是離最近用戶蘭州還1000公里，比如北京上海，這是問題，將來國(guó)家建超高壓的直流輸電。
　　十一五進(jìn)展情況，目前國(guó)內(nèi)有不少廠家掌握了變流器核心技術(shù)，有生產(chǎn)能力，這是其中一些合作廠家的生產(chǎn)車間，離岸風(fēng)力發(fā)電功率更大。直驅(qū)為什么說未來可能會(huì)越來越多的發(fā)展？雖然它的成本比較高，但是省去了故障源，在海上這么大功率維修一次非常不容易，維修出動(dòng)一次，比如調(diào)車可能十幾萬二十萬比變流器還貴，前段時(shí)間聽說弄不好掉下來把人砸死。希望把齒輪箱省掉，有優(yōu)勢(shì)，所以未來增長(zhǎng)快。這是變流器市場(chǎng)規(guī)模，我們可以看出來，產(chǎn)值每年增長(zhǎng)比較快，30%40%，我們過去說風(fēng)電過了，國(guó)家限制整機(jī)廠，不是說限制變流器，變流器真正的核心技術(shù)我們并沒有完全掌握。目前到2014年還有這么大缺口，其中全功率變流器到2014年還有幾千臺(tái)缺口，需要量上萬臺(tái)。雙饋?zhàn)兞髌饕灿腥笨冢F(xiàn)在在解決。主要廠家有這幾個(gè)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多了，包括一些上市公司也在做，這是我們不完全統(tǒng)計(jì)有這么多廠家。
　　實(shí)際真正做到比如高性能含有低電源穿越的也不多，此外風(fēng)由于隨機(jī)性，不能隨時(shí)需要調(diào)度，沒風(fēng)怎么辦，研究?jī)?chǔ)能技術(shù)，將來這個(gè)技術(shù)發(fā)展起來也會(huì)解決不少問題。比如說我們可以在用電低谷的時(shí)候把能量?jī)?chǔ)存起來，或者風(fēng)發(fā)的多用不了儲(chǔ)存起來，白天需要用起來。過去用壓縮空氣和蓄電池，最近一些年發(fā)展快超導(dǎo)等等新技術(shù)，超導(dǎo)研究比較多，雖然效率非常高，主要問題是系統(tǒng)非常復(fù)雜，這個(gè)我們實(shí)驗(yàn)室做了，這是液氮的超導(dǎo)罐，液氮罐非常貴。最近發(fā)展比較多是超級(jí)電容，有很大優(yōu)越性，它的壽命比較長(zhǎng)，非常快，比電池要快的儲(chǔ)存能量。電池快速儲(chǔ)能也得半小時(shí)，幾十分鐘。目前在電動(dòng)汽車、地鐵、輕軌上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)一步發(fā)展飛輪，是一個(gè)大的機(jī)械儲(chǔ)能裝置和高速有關(guān)，高速電機(jī)帶著一個(gè)飛輪，最高有3萬甚至10萬轉(zhuǎn)飛輪，這個(gè)飛輪技術(shù)非常高，真空狀態(tài)，否則摩擦很大，這是一個(gè)具體飛輪結(jié)構(gòu)圖，機(jī)械上也非常復(fù)雜。