桨距系统与液压变桨距系统的应用

桨距系统与液压变桨距系统的应用

摘要：本文对我国风力发电机组中的电动变桨距系统与液压变桨距系统的市场情况进行了简述后，在对两种系统的不同特点进行详细分析的基础上总结了各自的优劣势，重点分析了两种系统在中国市场的供应链情况。从供应链的角度讨论了电动变桨距系统与液压变桨距系统的发展趋势和应用前景。

关键字：风力发电机组、电动变桨距、液压变桨距、供应链

作者简介：王琪，男，硕士，工程师，从事风电行业的市场调研及产品采购国产化工作。

李宝占，男，学士，工程师，从事风电行业的市场调研、市场开发及产品销售。

Study of Electric Pitch Control System and Hydraulic Pitch Control System Application on WTG

----Analysis from Supply Chain

Abstract: The paper analyzes the market of electric pitch control system and hydraulic pitch control system for wind turbine generator in China. Summarize the advantages and disadvantages of the two pitch control systems base on the different characteristics of them and focus on analysis of the supply chain of each pitch control system. From the angle of supply chain the development trend of electric pitch control system and hydraulic pitch control system and their application prospect are discussed.

Keywords: wind turbine generator, electric pitch control, hydraulic pitch control, supply chain

1．前言

风能作为一种清洁、可再生能源近年来受到广泛的重视，风力发电愈来愈向着高技术化、高效率化的方向大跨步迈进。随着大功率、可并网风力发电技术的逐步成熟，风力发电产业短期内在全球得到了爆炸式的增长。我国也相继颁布了一些有关促进风能产业发展的政策来鼓励、推动中国风能产业快速、健康的发展。在诸多有益的外部条件的刺激下，风机制造行业呈现出井喷式的发展。总装厂的数量成倍增长，而且还有越来越多的企业跃跃欲试。

国内风电设备厂商获取的风电机组的制造技术来源主要有五大类：

第一类、引进国外的设计图纸与技术，或与国外设计技术公司联合设计。

第二类、购买国外成熟的风电技术，在国内进行许可生产。

第三类、与国外公司合资，引进国外的成熟技术在国内进行生产。

第四类、国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业，利用其成熟技术在国内生产。

第五类、采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术，在国内进行生产。

现在无论是内资还是外资风电设备厂商都要达到国产化70%的目标，所以积极的将现有技术物化成产品并在国内完成国产化是现在各主机厂商的必走之路。[1][2][3]

叶片变桨距系统（Blade Pitch Control System）近年来在大型风电机组上得到了广泛的应用，其优点可以将载荷控制更平稳、安全和高效。现在兆瓦级以上风机普遍采用变桨距技术，只是根据实现的过程不同在技术上有所区分。[4]

2．叶片变桨距系统在市场中的应用现状

变桨距系统是对叶片的桨距角进行调解以控制风轮对风能吸收的装置。其作用是：一、当风机启动时，可以通过变桨距来获得足够的启动转矩；二、可以通过调节桨距使风机的发电功率始终保持在额定功率附近；另一方面当突遇大风或运行异常时，可执行收桨动作，以防止风轮超速，发生飞车。[5]目前全球的风力发电机组按照叶片变桨距技术的不同基本上可以分为两类：一、液压变桨距系统（Hydraulic Pitch Control System）。简单来说，液压变桨距系统主要由动力源液压泵站、控制模块、蓄能器与执行机构油缸等组成，其代表厂商有Vestas、Gamesa、Acciona和Dewind、三菱重工等。二、电动变桨距系统（Electric Pitch Control System）电机变桨距系统。主要由动力源电动机、控制模块、蓄电池与执行机构减速器、齿轮等组成，代表厂商有GE、Nordex、Suzlon、Repower和金风、华锐等。我们从市场占有率的角度来分析这两种变桨系统的应用情况，如下图Pic.1, Pic.2。

全球风机厂商装机情况

液压变桨技术47.3%

电动变桨技术

47.2%

Pic.1风电机组制造商全球市场累计占有率（截至2007年）[1]

中国风机厂商装机情况

液压变桨技术34.73%

电动变桨技术

60.95%

Pic.2风电机组制造商中国市场累计占有率（截至2007年）[6]

从图表中我们可以直观的看出，在全球的风电市场中，液压变桨技术与电动变桨技术在市场占有率中不分伯仲。液压变桨技术的应用主要是由两大巨头VESTAS与GAMESA占据着大部分份额。而国内情况液压变桨技术与电动变桨技术的差距还是较为明显的，除VESTAS与GAMESA采用液压变桨技术，其他厂商几乎均采用电动变桨技术。我们接下来进一步分析中国市场青睐电动变桨技术的原因。

3．技术比较

由于风力发电机组的使用寿命一般为25年，加之其多安装在偏远荒漠环境恶劣的地区，又为风电机组的维护增加许多困难，所以要求风机的配套组件及系统有稳定的质量要求。变桨系统在风力发电机中是比较重要的，其性能及质量的优劣直接影响整台风机的性能。