李永東：風力發電核心技術變換器發展趨勢

　　主要看有哪些核心技術，因為我們要掌握核心技術才有高端利潤，都搞勞動、機械密集型產品，核心技術被人家掌握，大部分電流其比如70%80%變流器用國外的，高端利潤人家拿走了。核心技術一個是風輪機，其次是發電機，最后是整個電控系統。前一些年搞定漿鋸失速控制，發電機我們國家目前做的比較多。主要是控制系統，包括這幾方面技術，一個是風輪機控制，另外發電方式控制，還有不同類型的易變器控制，還有MPPT，MEPT，儲能控制等，控制屬于核心技術。真正的核心控制器尤其變流器大部分是國外的。
　　變流器屬于核心部件，目前國產化率比較低的，被國外巨頭壟斷，最近幾年國內產業企業界在這方面投入巨大資金，包括國家十一五公關計劃有長足進步。有這么幾個類型，一個是高速型的發電機功率非常小，但是需要一個齒輪箱，因為風的速度本來比較低，其次是低速型全功率的，這個不要齒輪箱，齒輪箱經常是故障來源，但是發電機體積非常大，最近研究中速型的，發電機的體積相對小一些，綜合兩種的優缺點。 
　　 這是一個典型的目前用的最多的雙饋發電機系統，核心是電子設備，變頻器是背靠背的，雙向的，容量是發電機容量的1/3到1/2，所以成本比較低。好處是完全可控，不管風速大小可以捕獲功率。問題就是低電壓傳閱，這是我們國家標準要求必須解決的問題，就是電網故障發電機不能脫網，目前國家標準要求必須具有這個能力，很多需要改造。
　　永磁發電機有點是低電壓穿越問題稍微好一些，而且低速的時候可以省掉齒輪箱，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。
　　另外含風電場的電力系統，剛才我們說風電是一個隨機能源，電力系統不太喜歡，還要加備用電站，太大影響整個系統穩定性控制起來比較麻煩，所以現在在研究注入多大風力發電對系統穩定性產生影響，很多國內外的企業和大學也都在研究，進一步研究數額預測，不確定情況下怎么建模，電網故障情況下怎么解決穿越問題，課題非常多。這實際是一個核心技術，假如這個突破之后才能占領高端，我們現在很多企業打拼的很累，因為利潤比較低，做一個東西很多人一擁而上，核心技術做的人很少，需要大量人才。
　　這是前面講的趨勢，在2030年以前的預測是占10%，可能現在要超前。在這個情況下假如全用國外的成本非常高，因此需要加速核心技術國產化，要發展大型離岸風力發電，進一步成本降低。現在國家搞的大陸上三峽，發完之后輸不出來，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，將來國家建超高壓的直流輸電。
　　十一五進展情況，目前國內有不少廠家掌握了變流器核心技術，有生產能力，這是其中一些合作廠家的生產車間，離岸風力發電功率更大。直驅為什么說未來可能會越來越多的發展？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，維修出動一次，比如調車可能十幾萬二十萬比變流器還貴，前段時間聽說弄不好掉下來把人砸死。希望把齒輪箱省掉，有優勢，所以未來增長快。這是變流器市場規模，我們可以看出來，產值每年增長比較快，30%40%，我們過去說風電過了，國家限制整機廠，不是說限制變流器，變流器真正的核心技術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年還有幾千臺缺口，需要量上萬臺。雙饋變流器也有缺口，現在在解決。主要廠家有這幾個。國內已經有很多了，包括一些上市公司也在做，這是我們不完全統計有這么多廠家。
　　實際真正做到比如高性能含有低電源穿越的也不多，此外風由于隨機性，不能隨時需要調度，沒風怎么辦，研究儲能技術，將來這個技術發展起來也會解決不少問題。比如說我們可以在用電低谷的時候把能量儲存起來，或者風發的多用不了儲存起來，白天需要用起來。過去用壓縮空氣和蓄電池，最近一些年發展快超導等等新技術，超導研究比較多，雖然效率非常高，主要問題是系統非常復雜，這個我們實驗室做了，這是液氮的超導罐，液氮罐非常貴。最近發展比較多是超級電容，有很大優越性，它的壽命比較長，非常快，比電池要快的儲存能量。電池快速儲能也得半小時，幾十分鐘。目前在電動汽車、地鐵、輕軌上已經得到廣泛應用。進一步發展飛輪，是一個大的機械儲能裝置和高速有關，高速電機帶著一個飛輪，最高有3萬甚至10萬轉飛輪，這個飛輪技術非常高，真空狀態，否則摩擦很大，這是一個具體飛輪結構圖，機械上也非常復雜。