1、1海上風電機組的發展歷程在90年代，Bonus的450kW和 Vestas的500kW 550kW 600kW風電機組曾經在早期的近 海風電場應用，2000年以后就沒有安裝過2MWZ下的海上風電機組。2001年以后，Vestas公司的2MW 3MW雙饋式海上風電機組在歐洲海上風電場大批量應 用，是經受住考驗的成熟機型。 Vestas公司的海上風電機組裝機容量約占全球海上風電機組的 35批右；同樣，西門子公司的和（高速齒輪箱+異步感應式發電機 日功率變流器）海上風電機 組也連續十一年在海上風電場大批量應用，是經受住考驗的成熟機型，也是目前海上風電 場的主流 機型。西門子公司的海上風電機組裝機容量

2、約占全球海上風電機組的50蛆上。2008年以后，德國Repower公司研制的5MW雙饋式異步風電機組已經成功應用于海上風電 場，是傳統雙饋式風電機組大型化的典范。目前在愛爾蘭、比利時和德國海上風電場安裝運 行。該機組 風輪直徑126米，輪轂高度120米，額定功率5MW已經安裝使用39臺。在其基礎 上擴容的REpower 6M也已經安裝了 3臺。近年來，德國 BARD公司推出了 5MW海上風電機組，風輪直徑122米，機艙部分重達 425噸，葉 片長度為60米，噸。由德國Areodyn公司設計，屬于雙饋式風電機組大型化的又一個 范例。 輪轂重量（包括軸承座和其他附加設備 ）70噸。機艙（包括發電機

3、，但不包括葉片和輪 轂）280噸。德國BARD公司5MW海上風電機組已經在海上風電場安裝18臺，共90MVV 法-德合資的Areva Multibrid半直驅型5MW風電機組也已在海上風電場投入運行，安裝數量超過10臺。該機組額定功 率：5 MW;風輪直徑:116 m。機組采用集成化設計：將風力機的主軸、齒輪箱、高速軸和發電 機集成在一起，以減少重量，從而降低成本。傳動鏈為：風輪+單級齒輪箱（1: +多級永磁發電機。系統采用折中方案，兼顧了雙饋式風電機組和直驅式風電機組的優點，折中考慮了性能與價格的關 系。此外，2003年GE wind公司的 MW雙饋式海上風電機組也已在海上風電場投入運行，安

4、裝數量7臺；芬蘭 Winwind公司生產的3 MW半直驅海上風電機組也于 2009年在海上風電場投入運行， 安 裝數量10臺。但是后來這兩個產品都沒有繼續進入海上風電場，說明它們的性能還不能適應海上 風電場的惡劣環境。2010年以后，中國華銳公司生產的3 MW半直驅海上風電機組也已在海上風電場投入運行，目前在海上風電場的安裝數量超過50臺。2011年，中國上海電氣風能公司生產的MW海上風電機組也有一臺在海上風電場投入運行，效果良好。表1、各國海上風電機組在市場中的累計裝機容量及所占比例國家英國丹麥荷蘭中國德國比利時瑞典愛爾蘭挪威葡萄 牙累計裝 機容量（MW/1952比例 （衿表2、各種2MWA

5、上海上風電機組在市場中的比例字號產品型號2011年安裝容量（MW/2011年市場份額（%）2011年累計安裝容量（MW）2011年底累計市場份額1西門子2西門子1803Vestas2MW24164Vestas3MW009545Repower5MW1502106Areva(Multibrid0030)5MW7Bard 公司 5MW30908中國華銳3MW511539Winwind 公司 3MW003010上海電氣3,6從表2看出：西門子、Vestas和Repower三家公司的產品占2011年底全球累計海上風電市場份額的%;占2011年全球新增海上風電市場份額的81% Repower5MM 201

6、1年全球新增海上風 電市場份額的僅次于西門子 （%。表明目前5MW以上大功率海上風電機組有明顯增長的趨勢。2歐美重點企業新研制海上大功率風電機組的技術特點；丹麥Vestas公司的海上風電機組；面向未來，該公司正在研制Vestas 7MW直驅新型海上風電機組。該機組采用了一個中速齒輪箱、永磁發動機和全功率變流器。隨著 Vestas 引進設計選擇將推動業主的海上風電收益率到一個新的水平。該機組能量捕獲的最大化，不僅是因為有164米直徑的巨大風輪，還因為優化了風輪與發電機的比例。由于采用較少數量的大型風力機而減少了運行和管理的成本。減少了投資風險的規模，因為較少數量的風力機也意味著較少的基礎和電纜。

7、由于Vestas的結構設計壽命是25年，產業標準突出，因而使投資商的投資回報實現最大化。這會給業主一個更長的發電期限，并增加業主的商業效益。設計理念是：可靠性高、可預測、保障壽命期性能。盡可能減少維修次數，需要維修時，要做到安全、快捷和低成本。 德國西門子公司的海上風電機組；作為世界海上風電領域的領軍者，西門子2010年在上海建立了風機葉片制造基地，2011年贏得中國首個海上風電訂單，同年10月，西門子風力發電集團亞太區總部落戶上海。西門子將為中國帶來先進的風電機組技術、國際化項目管理以及海上風電領域的運行經驗。面向未來，該公司正在研制直驅式新型海上風電機組。該機組風輪直徑154米，風輪軸后傾

8、6。機組額定功率為 6MW風輪直接驅動永磁發電機，結構緊湊，塔架上部重量為僅360噸。該機組主要特點如下： 1）量子（力學）葉片 獨特的設計和制造程序，采用一體化葉片，為獲得最大的強度，實行一體化澆注。 為中高速風況優化氣動特性，為更高的輸出能量而增長了葉片長度。為使根部泄漏最小 化并增加升力而設計了葉片根部2）直驅發電機 永磁設計。全封閉、容易接近、輕重量設計；在可靠性和效率之間優化設計。與帶 齒輪箱的風電機組比，整機零件數量減少 50%3）機艙 堅固輕重量結構。進行了寬敞、人體工程學設計，并具有最大的服務能 力。4）冷卻系統 設計了簡單、堅固流暢連接的水冷系統；頂部安裝的被動冷卻散熱器，高

9、效的兩級冷 卻保證良好的效果。?西班牙Gamesa公司的G128型 海上風電機組；西班牙Games盼司研制出風輪直徑 128米、輪轂高度120米的G128型 高速傳動永磁風電機組，機頭重量 250噸，屬于半直驅永磁風電機組大型化的一個范例，該機組采用兩段式（碳纖維）葉片；混合式塔筒（混凝土+鋼），減少投資；內置吊車，便于安 裝和拆卸部件；該機組采用一個兩級傳動的行星齒輪箱、永磁發電機和全功率變流器：該變流器由 6個并聯的770kW變流器（IGBT）組成，提高了可靠性。該機組已有兩臺安裝到現場。美國GE公司的海上風電機組；美國GE公司研制的GE型直驅式海上風電機組，風輪直徑113米，額定功率，采

10、 用永磁發動機，是美國GE風能公司首次研制的大型直驅式海上風電機組。德國Enercon公司的7MW直驅勵磁風電機組德國Enercon公司安裝在比利時11臺新一代E-126直驅風電機組，風輪直徑127米，采用了 1600 噸的履帶吊安裝。單機容量為7MW采用2段式葉片，便于運輸和現場組裝；輪轂高度198米，采用混合式塔筒-鋼制頂段，其余由混凝土建造，塔底直徑為米。該機組采用“蛋形”機艙；新 型葉片設計，與機艙罩和導流罩有機融合，使氣流均勻地通過機艙，減少湍流和擾流，提高發電量；葉片采用了 “小翼”葉尖，可以在風輪平面內抑制生成擾流和旋渦，從而降低噪聲，提高發電量；葉片法蘭直徑大，采用雙列螺栓連接

11、。該機組采用勵磁發電機，是德國 Enercon公司近年來研制的 最大 型直驅式風電機組。6MW直驅勵磁風電機組已經安裝3臺，其前身6MW直驅勵磁風電機組已經 安裝9臺，總安裝兩量為11臺。但是，到目前為止，這種機型還沒有在海上風電場安裝。遠景能源擬開發兩葉片 直驅永磁海上風電機組遠景能源公司正在設計 E128型雙葉片風輪直驅式海上風電機組。 風輪直徑128米，由兩個葉片組 成。葉片總長度為 62米，葉片由根部定槳距部分和葉身變槳距部分兩部分組成，號稱部分變槳葉片。一部分是根部長度 20米的定槳距葉片，一部分是外部長度 42米的變槳距葉片。雙葉片風輪 可 通過海上運輸船直接整體運輸，而且風輪總成

12、可以一次吊裝就位，因而節省安裝時間和成本。風輪葉片的定槳距部分在 25米/秒一30米/秒風速范圍內仍可工作。法國阿爾斯通公司開發了阿爾斯通（Alstom）Haliade150型直驅式海上風電機組，額定功率為6MW采用液壓冷卻的永磁發電機。變流器置于塔架底部空間內。葉片長度為米，沒有使用碳 纖維，葉片的表面由聚氨酯腹膜覆蓋，葉片的迎風邊做了抗腐蝕保護性處理。德國Nordex公司正在研制6MW直驅式海上風電機組根據德國Nordex公司的計劃，風輪直徑 150米的N150/6000風電機組樣機將于 2012在陸地上 安裝，2013年在海上安裝，并于 2014年投入批量生產。表：3歐美重點企業正在研制

13、的海上大功率風電機組序號公司名稱型號功率（MW技術組合所處研發階段1Vestas7中速齒輪相+永磁發電機+全 功率變流器設計研制2西門子6直驅永磁式風電機組+全功率變流器樣機試驗3Gamesa中速齒輪相+永磁發電機+全 功率變流器樣機試驗4GE wind直驅永磁式風電機組+全功率變流器樣機研制5EnerconE-1267直驅勵磁式風電機組+全功率變流器廣品試驗6遠景能源E-128直驅永磁式風電機組+全功率變流器設計7阿爾斯通Haliade1506永磁式風電機組+全功率變溷設計研制8NordexN150/60006直驅式風電機組+全功率變溷樣機制造從表 3 看出：歐美重點企業面向未來開發的海上風

14、電機組大多數部采用了直驅永磁風電機組+全功率變流器的技術組合。部分企業采用了中速齒輪箱+永磁風電機組+全功率變流器的技術組合。3 我國海上大功率風電機組設計、制造、研發的現狀；華銳風電大型海上風電機組研發現狀華銳風電6MW海上風電機組已經于 2011年10月下線。華銳風電SL6000系列風力發電機組是目前中國第一臺自主研發、擁有完全自主知識產權的電網友好型風電機組。可以廣泛應用于陸地、海上、潮間帶各種環境和不同風資源條件的風電場。該機組風輪直徑長達128 米，增加了掃風面積，提升了捕風能力，大大提高了風資源的有效利用率；同時可適應于-45 攝氏度的極限溫度，并通過了 米 / 秒的極限風速測試。

15、SL6000采用平行軸齒輪傳動和鼠籠異步電機技術，保證機組的高可靠性和經濟性；通過全功率中壓變頻技術，使之具有優越的并網特性，電網適應能力強；此外，卓越的低電壓穿越能力，可以滿足各國電網導則的嚴苛要求；CMS在線狀態監測系統實時監測機組主軸承、齒輪箱、發電機運行狀態，實現故障預診斷；特殊的防腐系統，滿足了海上高鹽霧和高腐蝕的運行環境；SL6000 機組具有大部件自維修系統，使整臺風機無需外部吊車即可對齒輪箱、發電機、葉片等核心部件進行更換，從而有效降低吊裝維護成本和維護時間，提高機組可利用率。目前，6MW機組已經吊裝完畢，正在處于調試和試運行階段。華銳的17臺6MW海上風電機組已于 2011年

16、12月中標上海臨港海上風電場一期示范項目，將于近年投入商業運行。這將是 6MW海上風電機組在全球范圍內的首次大規模應用。金風科技海上風電機組研發現狀2010 年，裝機容量40 萬千瓦的金風科技海上風電機組已經中標江蘇潮間帶風電場。面向未來，金風科技正在研制 6MWg驅永磁式海上風電機組，風輪直徑126米，輪轂高度約100米，采用永磁同步風電機和全功率變流技術。目前已經完成整體設計和零部件試制，樣機將于2012年 6 月在江蘇大豐海上風電基地下線。東方汽輪機在研制海上風電機組，預計2012 年下線。湘潭風電海上風電機組研發現狀湘電風能5 兆瓦風電機組項目整合了歐洲海上風電項目開發經驗，采用的永磁

17、直驅海上風力發電機攻克了海上風力發電機組整機集成技術、專有單主軸承同步永磁發電機設計技術、海上風力發電機組冷卻系統及防腐防潮設計技術、大功率高葉尖線速度的復合材料葉片等難關，與歐洲已在試運行的幾種同功率等級的風電機組比較，具有結構簡單、緊湊、運行可靠、單位功率對應質量最輕、便于維護等顯著特點。并與歐洲資深海上風電運營商共同打造風機的基礎設計及方便快捷的吊裝方案。目前，湘電風能已形成XD115/128 等一系列5 兆瓦風電機組，包括陸地、海上、潮間帶系列機型，最長葉輪直徑達128 米，大大提高了風資源的有效利用率，是技術領先的電網友好型風電機組，具有單機功率大、風能利用效率高、經濟效益好等優點。

18、中船重慶海裝海上風電機組研發現狀海裝風電自主研發的兆瓦海上風電機組為變槳變速功率調節、三葉片、 上風向、 水平軸、高速永磁式并網型風力發電設備，具有技術先進性、高可靠性、可維護性好、電網適應性好等特征，具有低電壓穿越能力，采用標準化、系列化、模塊化設計，可對風機輸出功率進行在線設置。海裝公司瞄準國際前沿技術，攻克難關自主研發，擁有全部知識產權。2012 年 7 月 27 日海裝風電自主研發的兆瓦海上風電機組在重慶海裝風電總裝基地成功下線。該機組采用全功率變流器、機艙全封閉結構+內部空空冷循環系統。機頭結構緊湊，重量比同級別風電機組輕15%。上海電氣海上風電機組研發現狀上海電氣 雙饋式海上風電機

19、組已經研制成功，并完成安裝調試，正在試運行階段。海上風機風輪直徑達 116米，采用變速變槳恒頻控制，結構緊湊。上海電氣海上 風電機組于2010年8月17日在位于臨港的試驗風電場中，順利實現自動并網。截至目前，這臺機組始終保持理想的運行狀況：18日發電功率達到2700千瓦；19日17時30分，風速達到每秒11米 以上，機組 經受了 22分鐘的滿發測試，功率、溫度、振動等指標均正常。上海電氣始終致力于新能源事業的發展，是我國海上風電領先企業之一。上海電氣風電設備有 限公司經過6年努力，已成為中國第一家同時擁有陸上、潮間帶和海上風電機組業績的企業，先后 中標國家海上風電首輪特許權招標以及東海大橋海上

20、風電場二期（擴建）工程設備招標。中國株洲南車2010年，中國南車正在研發 5兆瓦 WT5000W上風電機組，該型風機采用先進的獨立變槳技術 （IPC）,并針對海上風電的特殊風況進行了多項優化設計。WT5000型風機型同樣具備優越的電網適應能力和完全的低電壓穿越功能，該型風機目前已經完 成了主要部件及系統設計，預計于2012年下線。國電聯合動力6兆瓦風電機組下線由國電聯合動力技術有限公司研發的具有完全自主知識產權的6MW每上風電機組于2011年12月25日在連云港生產基地成功下線。該6MWL組是國電聯合動力技術有限公司在消化吸收、2MW 3MW支術及公司3000多臺風電機組成功運行的基礎上，自主

21、設計研發的變速變槳恒頻雙饋海 上風力發電機組。該6MW風力發電機組采用外齒圈偏航軸承、大型雙列圓錐主軸承， 以及短主軸的緊湊結構形式，大大減輕了機組的重量；具有獨自變槳功能的控制系統，有效降低了大兆瓦風機承受的不均勻載荷；同時還具備低電壓穿越能力及動態功率調節功能，使機組具備良好的電網適應性。該機型為海上風 電場設計，亦可廣泛應用于陸地及潮間帶環境和不同風資源條件的風場。6MWL組可謂龐然大物，其輪轂中心高95米，主機艙重量約230噸，尤其值得一提的是其風輪掃掠面積為14519平方米，相 當于兩個標準足球場，大大提高了捕風發電能力。同時下線的還有與自主研發生產的 6兆瓦風電機組配套的葉片。 6

22、MWt片長度為 米，是目 前國 內自主設計和生產的最長的風力發電機組葉片。該葉片生產采用真空灌注的制作工藝，生產效率高；使用高強、高模的碳纖維復合材料，有效降低了重量，進而降低了機組的載荷，性能穩定。10MW海上風電機組已經列入國家863項目由金風科技、華銳風電和聯合動力競爭開發的10MW每上風電機組已經列入國家863項目。三家的技術路線如下：金風科技采用永磁直驅全功率變流技術，華銳風電采用齒輪箱驅動全功率變流技 術，聯合動力采用超導技術。直驅永磁式風電機組制造成本略高于雙饋式風電機組，但其維護成本 低，而且發電效率可比雙饋式風電機組高5%£右。表：4我國重點企業正在研制的海上大功率風電機組序號公司名稱型號功率（MW技術組合所處研發階段1華銳風電SL60006高速齒輪箱+雙饋發電機+變 溷廣品試驗2金風科技6直驅永磁式風電機組+全功率變流器樣機試驗3東方氣輪 機高速齒輪箱+雙饋發電機+變 溷樣機試驗4湘潭電