“半直驱”未来已来
2021-11-03 09:33 [风能] 来源于：风电头条 作者：风电头条
导读：风电机组正加速向大兆瓦迭代，半直驱未来已来？ 创新助推降本，降本引领创新。人类的历史就是一部技术创新进化史，而风机技术在数十年间的不断摸索和创新，给风机技术的进化积累了足够丰厚的技术宝藏。 在上世纪80年代初，从增速传动技术脱胎而出的双馈发电
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风电机组正加速向“大兆瓦”迭代，“半直驱”未来已来？
创新助推降本，降本引领创新。人类的历史就是一部技术创新进化史，而风机技术在数十年间的不断摸索和创新，给风机技术的进化积累了足够丰厚的技术宝藏。
在上世纪80年代初，从增速传动技术脱胎而出的双馈发电机进入风电人的视野，实现了机组发电效率的大幅提升，将风电产业带入了新的时代。随着产业发展和市场需求的变化，风电行业逐渐形成了三种技术路线——双馈、直驱、半直驱。眼下，三种技术路线，三分天下。
作为登场的“后来者”，半直驱路线曾经一度被质疑，在这条技术路线上坚持着的企业，花了十多年的时间，才逐渐向市场证明了其坚持的行业意义与战略决策中的先见性。
双馈、直驱、半直驱 何以“赢战”未来？
风电行业发展至今，对“降本增效”的探索从未止步。通过机组“大型化”，进一步降低度电成本，在行业内已经形成了共识。双馈、直驱、半直驱谁更符合当下的市场需求？回答这个问题之前，我们需要对三种技术路线的基本优劣势进行客观梳理。
就像硬币有正反两面，不同技术路线的风电机组、成本及发电优势也各有优劣。业内人士分析，双馈风机技术起步早，成熟可靠，成本低、重量轻、易维护，可以在小容量情况下采用全风冷；而且，双馈机组变频器容量小，单部件价格较低，机组的谐波小。但双馈技术的发电机通常适用于小规模电机，且齿轮箱转速较高，损坏率较大。
直驱式机组的年发电量高，但体积通常较大，相比双馈式机组要大很多，吊装难度会随之提升，对其轴承等转动部件要求也极高。另外，其永磁材料容易发生失磁的现象，直驱机组采用的是全功率变频器，价格昂贵，并且变频器产生谐波大。齿轮箱方面，直驱省去齿轮箱会减少齿轮箱的机械故障，却增加了发电机出故障的可能性。
当行业从“补贴”走向“平价”，市场对“度电成本更低”的需求愈发强烈，技术特质带来的市场结果，将重新定义未来的竞争格局和主流技术路线。
将双馈与直驱技术的优点融合，开拓一种集两者优势于一体的技术，曾经在很多人眼中像是华丽而璀璨的梦，遥不可及却也难以实现。曾有业内人士表示，半直驱如果传动和载荷做得好，优势十分明显，但如果结合得不好，其结果可能会正好相反。
很多新鲜事物都是在不断的质疑中持续曲折前进。目前兼顾两种技术优势的半直驱风机已经实现量产，并且获得了客户的任可，遍布全国风场。
半直驱是指风叶带动齿轮箱来驱动永磁电机发电，它是介于直驱和双馈之间，齿轮箱的调速没有双馈的高，发电机也由双馈的绕线式变为永磁同步式。在满足传动和载荷设计的同时，结构更为紧凑，质量较轻，维护难度较低；再从最直接的经济性来看，永磁半直驱同步风机系统的成本更低，或许更能满足机组大型化发展的市场需求。
坚持“半直驱”未曾停歇
做企业和做生意最大的区别是——做生意是看一时、看一单，但做企业要有持续经营的理念，今天要为明天做准备。在风电领域，一定要有持续的技术积淀与创新，否则产业发展、企业发展根本无从谈起。
2004年，市场上争论的焦点还是直驱和双馈谁将成为未来主流，“半直驱”的存在如同一株微弱的小火苗，说熄就熄，并不为奇。彼时，明阳智能的掌舵者张传卫毅然决然地拍板投入半直驱技术路线。并非一时冲动，下这个决定前，明阳智能其实已经引进与应用双馈技术路线两年。
在当时，市场上已经诞生了三款5MW机型，分别是330吨的Multbird半直驱机型、400多吨的Repower双馈机型和500多吨的Enercon直驱机型。其中，前两个机型或多或少与aerodyn的设计有关。机组重量即是整机设计要素之一，但在那时的市场环境下，很多公司没有认识到其重要性，明阳智能则牢牢把握住契机，从“零”开始对机型进行大型化设计。
通过多年布局，明阳智能对概念化的超紧凑型半直驱技术进行了大量创新优化，并实现产业化落地。例如对齿轮箱实施大量优化升级；在整机的控制策略智能化水平方面也进行了明显提升，对机组进一步降载；目前所采用的发电机，内部磁钢布置方式已经由表贴式改为更可靠的镶嵌式。
在航天领域，曾有“航天飞机”和“宇航飞船”之争，前者曾在特定的历史时期引领风骚，然而随着宇航飞船的种种优点被逐渐认可，前者最终成为人类航天史中的一个辉煌的“过去式”。
从第一台陆上MySE3.0机组成功下线，到海上MySE5.5兆瓦漂浮式机组的成功安装，再到MySE16.0机组的突破性发布，在风电传动链技术路线的岔路口前，明阳智能始终保有高度的前瞻性，以领先于行业的敏锐嗅觉，坚定地沿着半直驱路线前行。
随着陆上风电进入全面平价，海上风电国补退潮，明阳智能凭借大兆瓦、高效率、小体积、低重量的半直驱风电技术，从根本上助力项目业主进一步实现降本增效。以3.X MW级别风电机组为例，明阳智能紧凑型半直驱风电机组的整机重量仅有85吨左右，远低于其他两种技术路线，有效降低设备运输、吊装成本，减少项目建设费用。
再看国电投霍林河智慧风电场项目，在明阳智能风机单位千瓦扫风面积和平均风速都不占优的前提下，2020年1月至2020年12月的一个完整年时间内，该风电场明阳智能风机实现发电量9503万千瓦时，性能指标排名优异。
提前布局，未雨绸缪，让明阳智能在应对市场变化时表现更为从容。
遥望未来，风电人对降本增效的探索，永不止步；回眸过往，明阳智能对半直驱技术路线的坚持，未曾停歇。
迫切降本，市场选择了“半直驱”
产业向前发展，市场端给了半直驱机组越来多的掌声和越来越多的认可，这大抵就是明阳智能十多年来持续坚持的意义。
明阳智能通过采用中速齿轮箱+永磁发电机+全功率变流器的风力发电机组传动链结构，将一级或二级传动齿轮箱与中速永磁发电机进行混合，让风电机组实现“大兆瓦、高效率、小体积、低重量”四大优点，成为风电机组传动技术的最佳选择。
从今年上半年的财报来看，市场给出的结果也一再印证了明阳智能坚持半直驱技术路线的战略正确性。
根据财报，明阳智能上半年风机出货量2.34GW，同比增长15.74%。其中，5.XMW及以上机型占比达到49%，4.XMW及以上占比达到54%，大型化机组整体占比达到93%。
而且，明阳智能的在手订单维持历史高位，4MW及以上机型占新增订单比例超60%。截至到2021年6月底，在手订单为16.02GW。
为了实现“十四五”期间新能源新增装机目标，各大发电企业纷纷启动风电机组采购招标工作，相较2020年上半年，今年上半年，企业开标规模整体保持了增长。根据国际能源网/风电头条的统计，2021年上半年，在大唐、国家电投、国家能源集团、华电、华能、中广核、三峡、华润等8家项目均明确采购规模的企业中，要求单机规模在3.0MW~4.0MW之间的项目规模达到10734.6MW，占比为65.18%；4.0MW~5.0MW的风机规模为4590MW，占比为27.87%。
在大兆瓦风机成为主流的风电平价/竞价时代，受到市场竞争压力的整机商也将目光看向更具有市场竞争力的半直驱技术。金风科技5.3MW级别半直驱风机7月上旬成功吊装；哈电风能启动设计5.X MW级别半直驱陆上风电机组；山东中车开始规划海上8MW级别半直驱风电机组。
在配件企业方面，中车永济电机12MW级、13.X MW级海上半直驱风力发电机已经成功下线；重齿集团10MW级半直驱齿轮箱也已成功下线。弗兰德、威能极等配套企业也推出了更大力矩功率的风电齿轮箱来配套半直驱风电机组。
据企业官网显示，弗兰德、威能极所推出的风电齿轮箱的力矩功率已从过去的150NM/Kg已经提升到200-210NM/Kg。在设备重量不变的前提下，风机功率可以增加30%，为半直驱大兆瓦风机提供更明显的价格优势。
十年磨一剑，剑出必是核心。“大兆瓦”时代，“半直驱”未来已来！在“30·60”双碳目标的要求下，风电产业面临着更严峻的降本要求，大兆瓦风机已然成为这一时期风电产业降本的关键，半直驱风电机组以其技术领先优势，将发挥重要作用，在推动风电产业发展史上扮演重要角色，成为风电产业进一步探索降本的新途径和行之有效的落地方案。
（编辑：韩语） |
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