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控制系統(tǒng)作為風(fēng)電機組中最關(guān)鍵的核心零部件，目前仍是國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是國內(nèi)目前唯一沒有實現(xiàn)批量國產(chǎn)化的部件。
我國風(fēng)電行業(yè)目前的形勢
2005 年以來，我國風(fēng)電總裝機容量的 10% 左右，這是一個相當(dāng)驚人的增長。目前，從裝機容量來看，我國已成為亞洲第一、世界第四、風(fēng)電風(fēng)電裝機以年均 100% 的速度快速發(fā)展，到 2008 年底，我國風(fēng)電總裝機容量達(dá)到了 1215 萬 KW，占世界裝機容量超 1000 萬 KW 的風(fēng)電大國。排在前三位的依次是美國、德國和西班牙，其裝機容量分別為 2517 萬、2390 萬和 1675 萬 KW。
需求的快速增長也帶動了我國風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的快速發(fā)展。
2004 年，我國風(fēng)電制造業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模的提高。憂的是這 70 余家風(fēng)機風(fēng)電市場上占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。至于這些整機制造廠家?guī)拥牧悴考a(chǎn)企業(yè)究竟有多少，更是一個無法準(zhǔn)確統(tǒng)計的數(shù)字。這些風(fēng)機風(fēng)機整機制造的前期準(zhǔn)備工作，呈現(xiàn)出“你未唱罷我登場，百家風(fēng)企競風(fēng)流”這樣一個喜憂參半的格局。喜的是經(jīng)過這些年的發(fā)展，內(nèi)資和合資企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大、技術(shù)能力不斷增強、市場占有率上升很快。2004 年，內(nèi)（合）資企業(yè)和外資企業(yè)占當(dāng)年風(fēng)電風(fēng)機整機制造企業(yè)僅 6 家，目前明確進入風(fēng)機整機制造的企業(yè)已超過 70 家，另外還有一些公司正在開展進入新增裝機的比例分別為 25% 和 75%，而到 2008 年這一比例正好顛倒了過來，內(nèi)（合）資企業(yè)已經(jīng)在整機制造企業(yè)及零部件企業(yè)的發(fā)展壯大，有力地促進了我國企業(yè)的技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)能力參差不齊，真正形成規(guī)模、比較有競爭能力的還只有寥寥幾家，大多數(shù)企業(yè)對于未來面臨的巨大風(fēng)險都估計不足，這是我國目前風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)存在的一個突出問題。
從未來的發(fā)展形勢來看，風(fēng)電裝機容量將達(dá)到 1.4 億 KW 這樣的水平，這是十分可觀的數(shù)字。這表明，從宏觀形勢來看，風(fēng)電風(fēng)電裝機容量占我國電力風(fēng)電產(chǎn)業(yè)至少將有十多年的黃金發(fā)展期。從世界范圍來看，美國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家為解決能源短缺和環(huán)境污染問題，都將大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電作為主要解決方案。在我國，情況也是如此。2008 年底，1215 萬 KW 的總裝機容量的比例還僅為 1.5%，預(yù)計到 2020 年這一比例將達(dá)到 10% 左右，即到 2020 年行業(yè)大發(fā)展的高潮確實已經(jīng)到來。
風(fēng)機控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
風(fēng)機的控制系統(tǒng)是風(fēng)機的重要組成部分，它承擔(dān)著風(fēng)機監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)、實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)，它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器）幾部分組成。各部分的主要功能如下： 監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA）：監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對全風(fēng)場風(fēng)機狀況的監(jiān)視與啟、停操作，它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。 主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風(fēng)機控制系統(tǒng)的主體，它實現(xiàn)自動啟動、自動調(diào)向、自動調(diào)速、自動并網(wǎng)、自動解列、故障自動停機、自動電纜解繞及自動記錄與監(jiān)控等重要控制、保護功能。它對外的三個主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器），它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風(fēng)機實時數(shù)據(jù)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)的交換，與變槳控制系統(tǒng)接口完成對葉片的控制，實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運行，與變頻系統(tǒng)（變頻器）接口實現(xiàn)對有功功率以及無功功率的自動調(diào)節(jié)。
變槳控制系統(tǒng)：與主控系統(tǒng)配合，通過對葉片節(jié)距角的控制，實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運行，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的運行靈活性。目前來看，變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū)動有液壓和電氣兩種方式，電氣驅(qū)動方式中又有采用交流電機和直流電機兩種不同方案。究竟采用何種方式主要取決于制造廠家多年來形成的技術(shù)路線及傳統(tǒng)。
變頻系統(tǒng)（變頻）器：與主控制系統(tǒng)接口，和發(fā)電機、電網(wǎng)連接，直接承擔(dān)著保證供電品質(zhì)、提高功率因素，滿足電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)等重要作用。
從我國目前的情況來看，風(fēng)機控制系統(tǒng)的上述各個組成部分的自主配套規(guī)模還相當(dāng)不如人意，到目前為止對國外品牌的依賴仍然較大，仍是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)。而風(fēng)機其它部件，包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機、軸承等核心部件已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化配套（盡管質(zhì)量水平及運行狀況還不能令人滿意），之所以如此，原因主要有：
�。�1）我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚，尤其是對兆瓦級以上大功率機組變速恒頻控制技術(shù)的研究，更是最近幾年的事情，這比風(fēng)機技術(shù)先進國家要落后 20 年時間。前已述及，我國風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)是從 2005 年開始的最近四年才得到快速發(fā)展的，國內(nèi)主要風(fēng)機制造廠家為了快速搶占市場，都致力于擴大生產(chǎn)規(guī)模，無力對控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品進行自主開發(fā)，因此多直接從 MITA、Windtec 等國外公司采購產(chǎn)品或引進技術(shù)。
[$page] （2）就風(fēng)機控制系統(tǒng)本身的要求來看，確有它的特殊性和復(fù)雜性。從硬件來講，風(fēng)機控制系統(tǒng)隨風(fēng)機一起安裝在接近自然的環(huán)境中，工作有較大振動、大范圍的溫度變化、強電磁干擾這樣的復(fù)雜條件下，因此其硬件要求比一般系統(tǒng)要高得多。從軟件來講，風(fēng)機要實現(xiàn)完全的自動控制，必須有一套與之相適應(yīng)的完善的控制軟件。主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和變頻器需要協(xié)同工作才能實現(xiàn)在較低風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲、在中等風(fēng)速下的定轉(zhuǎn)速以及在較大風(fēng)速下的恒頻、恒功運行，這需要在這幾大部件中有一套先進、復(fù)雜的控制算法。國內(nèi)企業(yè)要完全自主掌握確實需要一定時間。
�。�3）風(fēng)機控制系統(tǒng)是與風(fēng)機特性高度結(jié)合的系統(tǒng)，包括主控、變槳和變頻器在內(nèi)的控制軟件不僅算法復(fù)雜，而且其各項參數(shù)的設(shè)定與風(fēng)機本身聯(lián)系緊密，風(fēng)機控制系統(tǒng)的任務(wù)不僅僅是實現(xiàn)對風(fēng)機的高度自動化監(jiān)控以及向電網(wǎng)供電，而且還必須通過合適的控制實現(xiàn)風(fēng)能捕獲的最大化和載荷的最小化，一般的自動化企業(yè)即使能研制出樣機，也很難得到驗證，推廣就更加困難。而中小規(guī)模的風(fēng)機制造商又無力進行這樣的開發(fā)。
即便如此，國內(nèi)企業(yè)通過這幾年的努力，已經(jīng)在控制系統(tǒng)主要部件的開發(fā)上取得了積極進展，已基本形成了自主的技術(shù)開發(fā)能力，所欠缺的主要是產(chǎn)品的大規(guī)模投運業(yè)績以及
技術(shù)和經(jīng)驗積累。比如，作為風(fēng)機控制系統(tǒng)中技術(shù)含量最高的主控系統(tǒng)和變頻器，國內(nèi)企業(yè)在自主開發(fā)上已取得重要進展。東方自控經(jīng)過幾年的努力，已成功開發(fā)出DWS5000風(fēng)機控制系統(tǒng)，并已完成各種測試及風(fēng)機運行驗證，實現(xiàn)了規(guī)�；a(chǎn)，基本形成了自主開發(fā)能力�？浦Z偉業(yè)也研制出了兆瓦級機
