2016年11月4日，在“2016中國風電電氣裝備技術高峰論壇”的主題演講環節， 湘電風能有限公司風電研究院鄧 琛 電氣設計主任作了中壓風力發電機組介紹的相關報告。

　　大家好，我的題目是海上風力發電機組介紹，首先是海上風力發電機組現狀，由于陸地資源的限制，風電開發正從陸上轉向海上發展，海上風電開發已成為世界風電開發的熱點和趨勢。而在開發過程中，是否擁有高可靠性、性能優異，更加可靠的關鍵機組是關鍵問題之一。

　　中國海上風電發展具備海上風能資源十分豐富，中國中東部沿海地區經濟發達，能源需求大；電網結構強，風電接網條件好等優勢。

　　從我們湘電從2009年就開發海上風電機組的開發，通過我們實際的經驗發現海上風電裝機的優勢和劣勢主要是從下面幾個方面去考慮，優勢是風資源較好；場地較大、適合大型風場；視覺噪音影響小，易于被公眾接受；低湍流，風機使用壽命增長；可運輸安裝更大風機，單個風機發電量大；國家政府的支持力度更大。它的劣勢主要是單位兆瓦成本高，是岸上的近一倍；建設和運行成本更高；浪載的影響、臺風的威脅；進入方式復雜而有限；基礎結構建設的風險；財務與保險更復雜；供大型海上風電場使用的電網有限。

　　所以綜合以上考慮，4-6MW及以上功率等級的海上風電代表當前技術前沿，因為目前國內外的知名公司，像西門子、阿海琺都是推6MW以上的機。所以我們預計未來幾年內，小功率市場在3.6MW以下的機組會失去競爭優勢，5MW以上的將慢慢成為中國海上風力的主流機型。

　　其次我們介紹一下中壓風力發電機組特點，中壓與低壓機組部件的不同，從發電機上沒有太大區別，唯一的區別就是在主回路上面的不同，經過我們湘電從2009-2016年這幾年的實驗比較，真正不同的地方只有下面四個地方，一是發電機、二是主動力電纜，三是變流器，四是升壓變壓器。但是中壓發電機，升壓變壓器的技術生產水平，價格與低壓基本一致，主動力電纜，變流器技術生產能力，價格存在較大差別。

　　什么是主動力電纜，我們從長度、花費、安裝、功率損耗這四個方面比較，長度我們只需要6根300平方電纜，但是低壓690V需要30根300平方電纜，以單根100米為計算，中壓電纜單臺需要600米，低壓需要3000米。從花費來說，中壓小于低壓電纜，從安裝角度考慮，由于低壓電纜方面，在低壓方案在電纜懸垂及扭纜方面會存在困難，塔筒線夾，扭纜等設計復雜。

　　從變流器方面考慮，首先從價格，現在目前我們所運行的中壓變流器基本都ABB或者GE公司的，國外進口的價格大概在400萬左右，原來最早是500-600萬，現在由于中國風力市場的發展他們已經降到400萬，但是低壓大概在180萬左右，尺寸方面兩者基本達成一致。維護方面因為中壓變流器需要特殊培訓，所以相對復雜。從穩定性、可靠性來講，簡單來說就是由于低壓變流器部件數量多，在同等技術條件下，可靠性小于中壓變流器。從效率上來說，經過我們對整個變流器低密度和中密度的測試，中壓平均效益會高出0.5%-0.8%。從冷卻系統，由于低壓系統損耗多出0.5-0.8%的損耗，所以我們會比中壓大30%左右。最后從供應鏈角度來說，中壓屬于進口產品，價格高，低壓國內成熟。

　　最后做一個比較，從發電機、電纜、塔筒電纜的按設計、附加冷卻系統、變流器做比較，發電機價格相同，電纜低壓會多35W左右，塔筒設計在15W左右，附加冷卻系統，以自然冷卻方案為基準，價格有20萬差別。變流器方面，中壓比低壓變流器成本高220萬，所以總的一比較低壓的方案會比中壓方案有一個150萬的差距。

　　最后從發電效率對比，從電纜損失上好，低壓高0.8-1%，變流器損失0.5-0.8%，從整個效率來說，作為中壓方案的比低壓高1.3-1.8%的百分點，即65-90KW。

　　綜上所述，需要開發一個最具精準的中壓發電機組，我們需要有下面四個因素：低成本、高性能、高可靠性、高可利用率。但是從目前我們的技術領域來說，中壓發電領域還沒有達到低成本，最后我們希望往這個方向，所以后續關鍵因素就是說150萬的差距需要我們隨著中壓變流器的價格降低來彌補。低壓電纜安裝，從低壓方面來說將成為風機整機設計的技術難點，電纜并聯后電流的均衡比較困難，對安裝工藝和人員素質要求極高，同時效率方面的優勢將會給客戶帶來更大的收益，中壓對將來進一步提高功率等級提供了好的擴展基礎。

　　下面介紹一下湘電5MW中壓海上風電機組情況。這個是湘電今年已經建成的在福建開發的，我們湘電從2009年開始進行了5MW中壓風電機組的研發，2011年6月23日，第一臺5MW海上風力發電機組樣機在歐洲荷蘭風場完成吊裝，同年9月23日并網運行。2012年3月15日第二臺在中國福建完成，同年6月4日億并網運行，2015年2月10日第三臺完成吊裝。

　　湘電產品的設計特色是可靠高效，直驅、永磁、中壓、無齒輪箱帶來結構簡單、輕而緊湊的設計。主軸承/發電機的集成設計、軸系短、剛性，避免轉機械常發生振動故障。

　　湘電目前主推的5MW中壓海上發電機組，機型型號XE128-5000，功率等級5000kW。結構型式是直接驅動，無齒輪箱，發電機型式是多級永磁同步發電機，設計風區等級為IEC 1/IEC二型，風輪直徑為128m，控制方式是變速變槳控制。

　　這個機組的特性是我們經過了這三臺的樣機已經風電場將近一年的經驗之后所總結出來的，這些都是我們認為在以后是必不可少的，就是說所有的海上風電必須適應高濕、高熱以及鹽霧環境，建議大家把控制電流和產業發電機組能夠具有自主協調功能，因為海上整個單機情況如果我們檢測不到的話就相當于是不穩定的狀態，假如沒有備用電源切換，相當于我們根本就不知道各個風機的狀況，你也不知道它是否能夠正常收回來。設計生活集裝箱，使我們平時在海上運維的時候，運維人員生活休息方便。機組具備自動消防功能，視頻監控防盜功能，在線振動監測功能，除濕系統。具備中高壓弧光檢測功能，水冷系統采用自然冷卻，減少自用電和噪聲，大大提高發電量，發電機雙繞組設計，主動力電纜的電流均衡，完善的抗臺風控制策略，升壓變壓器為水風冷卻型，有效防鹽霧。

　　最后介紹一下企業展望，由于安裝和維護成本過高，海上風力發電機組正向著超大功率、低成本以及高可靠性方向發展，因為只有達到了這種目標才能使中國的大功率風電制造技術提升一個平臺。

　　同時海上風電發展會極大的對產業化和市場推廣，主要就是說推動整個電力電子行業技術進步，主要是中壓變流器在國內的發展，另外就是海上風電設計的時候要達到比低壓或者其他方案更高，響應國家節能減排政策，最后會推動整個民族工業水平發展，使得整個民族工業海上風電機組至少能夠跟國際保持一致。感謝各位領導的聆聽。