太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风,其携带的能量即风能。风吹动风机旋转从而带动发电机旋转发电称风力发电即风电。风能是太阳能的一种转化形式,是一种不产生任何污染排放的可再生自然能源。与太阳能、生物、地热和海洋能发电相比,风电是当前技术和经济上最具商业化规模开发条件的新能源。

能源是经济社会发展的重要物质基础,要实现2020 年我国GDP 翻两番的宏伟目标和国民经济的持续高速增长,仅靠常规能源难以解决能源和电力短缺。占电力供应70 %的煤电燃料———煤炭,探明的剩余开采储量为1 390 亿t ,按2003 年开采速度16. 67亿t/ a ,仅能维持83 a ,还将带来严重的环境污染。我国的石油资源不足,天然气资源也不够丰富,天然铀资源短缺。我国水能资源经济可开发量为4. 02亿kW ,年发电量1. 7万亿kW·h ,再经过20～30 a 的开发,70 %左右将被开发完,仅靠水能是解决不了我国电力短缺的。

我国的风能资源十分丰富,根据国家气象局估计,我国10 m 高度以内可开发利用的地表风电能源约为10 亿kW ,其中陆地2. 5亿kW ,海上7. 5亿kW ,如果扩展到50～60 m 以上高度,风力资源将有望扩展到20～25 亿kW。因此,风力发电是我国能源可持续发展的现实而重要的选择。

风电机组(主要指并网风电机组) 是风力发电的核心设备,其投资约占总投资的60 %～80 %。风电机组的生产和制造水平也是反映一个国家风电发展水平的重要因素,因此由进口转化为国产,可大大降低风电厂的投资,从而有力地促进风电的快速发展。

1 我国风电设备制造技术现状

我国自1983 年山东引进3 台丹麦Vestas 55kW 风力发电机组,开始了并网发电技术的试验和示范。“七五”至“九五”期间国家把风电机组列为重点攻关项目,并制订了一些优惠政策,鼓舞我国风电厂的建设士气和制造业发展风电机组生产技术的热情。1986～1993 年,全国共建12 个风电厂,装机容量达到13 300 kW ,年均装机1 662. 5 kW; 1994～1999 年, 全国风电( 包括21 个风电厂) 共装机249 050 kW ,年均装机41 508 kW。

我国风电厂新装风机的单机容量经历了阶跃式发展。1992～1996 年主力机型为200～300 kW 机组,1997～2002 年则为600 kW 机组。

我国风电机组中单机容量在310. 1～749. 9 kW的占绝大多数。这是我国1997～2002 年风电发展所取得的成果。

截止1999 年底,我国风电厂共安装国产机组29 台,总装机容量8 350 kW ,机组台数和装机容量分别占全国风电的4. 9 %和3. 2 %。目前风电厂安装的国产机组生产来源主要有两种,一种是自行科技攻关的样机或后续生产的几台机组,由于技术和质量问题,需要继续改进;另一种是引进国外先进技术或与国外厂商合作生产的,部分部件用国产的替代,如轮毂、发电机和塔架等,且基本上能够正常运行。通过支付技术转让费引进全套制造技术或与国外公司合资生产等方式。我国目前基本具备生产600kW 机组的能力,国产化率可达90 %。