在某種意義上,我(wo)國風(feng)電(dian)過去五十年的技(ji)術(shu)攻關(guan)與(yu)產(chan)(chan)品開發(fa)歷程(cheng),基本是以機(ji)組(zu)大型化(hua)(hua)為主要脈(mo)絡(luo)展(zhan)開的。20世紀70年代到今(jin)天,我(wo)國研發(fa)、生產(chan)(chan)、投運的機(ji)組(zu)從小到大,走過了(le)(le)從10kW級(ji)、200kW級(ji)、600kW、750kW級(ji)到MW級(ji)、5MW級(ji)、10MW級(ji)、15MW級(ji)、20MW級(ji)等多個單(dan)機(ji)容(rong)量的關(guan)鍵(jian)性歷史節(jie)點(dian),其間風(feng)電(dian)技(ji)術(shu)完成了(le)(le)由引進、消(xiao)化(hua)(hua)吸收到自主再創新,技(ji)術(shu)能力也從跟隨、協同直至(zhi)引領。在上述每一個關(guan)鍵(jian)節(jie)點(dian)中(zhong),總(zong)有一兩款(kuan)機(ji)組(zu)值得銘記,因為它們的出現,推動了(le)(le)機(ji)組(zu)大型化(hua)(hua)的歷史發(fa)展(zhan)進程(cheng),造就了(le)(le)中(zhong)國風(feng)電(dian)的今(jin)天。
10kW級(ji):早在(zai)20世紀50年代(dai)后期,我國(guo)就已(yi)經開始進(jin)行近(jin)代(dai)風電機(ji)組的(de)研發工(gong)作。由于當時(shi)的(de)市場(chang)需求以農牧(mu)漁地(di)區(qu)為主(zhu),技術攻關與(yu)產品(pin)研發的(de)主(zhu)力(li)是各地(di)科研機(ji)構。直至(zhi)1972年7月,依靠華(hua)東電力(li)設(she)計院、浙(zhe)江省機(ji)械研究(jiu)所、浙(zhe)江省水(shui)電設(she)計院等單位的(de)聯合設(she)計,浙(zhe)江省紹興糧(liang)油機(ji)械加工(gong)廠試制的(de)1臺FD13-18kW風電機(ji)組樣機(ji)完(wan)成(cheng)安裝(zhuang),標志著(zhu)我國(guo)風電工(gong)業萌芽(ya)初現(xian)。如果按照(zhao)這臺風電機(ji)組安裝(zhuang)時(shi)間來推算,我國(guo)風電的(de)工(gong)業化(hua)發展至(zhi)今已(yi)超(chao)過50年。
在(zai)10kW級風電技術的(de)研(yan)發過程中,還有(you)一個里程碑事件,那就是在(zai)1982年(nian)5月,福(fu)(fu)建省電力(li)中心(xin)試驗所、福(fu)(fu)建省機(ji)械研(yan)究所等單位聯(lian)合設計(ji)的(de)FDS21-55kW風電機(ji)組在(zai)福(fu)(fu)建平潭風力(li)發電試驗站(zhan)并網(wang)運行成功。該機(ji)組的(de)研(yan)制被列入(ru)國(guo)家“六五(1981―1985年(nian))”科技計(ji)劃,于(yu)福(fu)(fu)州發電設備(bei)廠完成樣(yang)機(ji)試制。
200kW級:如果說我國早期推出的10kW基本都(dou)為離網型(xing)(xing)小(xiao)型(xing)(xing)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)組,那么風(feng)(feng)電(dian)(dian)技術發(fa)展到200kW時(shi),正式拉開了并網型(xing)(xing)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)組研(yan)發(fa)的序幕。1988年(nian),水電(dian)(dian)部杭州機(ji)械設計(ji)研(yan)究所(suo)、福建(jian)(jian)機(ji)器廠、上海玻(bo)璃(li)鋼研(yan)究所(suo)、福建(jian)(jian)省電(dian)(dian)力試(shi)驗研(yan)究院、平潭縣(xian)風(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)試(shi)驗站(zhan)等單位聯(lian)合研(yan)制的FD32-200機(ji)組在(zai)福建(jian)(jian)平潭完成吊裝(zhuang),是國內首(shou)臺單機(ji)容量(liang)達到200kW的風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)組。
600kW級(ji):1997年(nian)前后(hou)(hou),國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)技(ji)(ji)主(zhu)管部門開始大(da)力(li)推動風(feng)電(dian)技(ji)(ji)術發展。金風(feng)科(ke)技(ji)(ji)與(yu)新疆風(feng)能公司、新疆風(feng)能研究所(suo)共同(tong)承擔(dan)了(le)“九五(1995―2000年(nian))”國(guo)(guo)家(jia)(jia)重點(dian)科(ke)技(ji)(ji)攻(gong)關(guan)項目“600kW風(feng)電(dian)機(ji)組(zu)”的(de)研制(zhi)任(ren)務。從1997年(nian)到2000年(nian),上述(shu)單(dan)位陸續(xu)研制(zhi)出(chu)不同(tong)國(guo)(guo)產(chan)化(hua)率的(de)10臺(tai)600kW機(ji)組(zu),不僅被評為國(guo)(guo)家(jia)(jia)科(ke)技(ji)(ji)進步一(yi)等獎,并且(qie)推動了(le)我國(guo)(guo)風(feng)電(dian)設備(bei)與(yu)關(guan)鍵零部件的(de)產(chan)業化(hua)發展。600kW級(ji)機(ji)組(zu)也是我國(guo)(guo)企業與(yu)外(wai)國(guo)(guo)企業最(zui)早合作引(yin)進制(zhi)造(zao)的(de)產(chan)品級(ji)別。1996年(nian),北京萬電(dian)與(yu)奧地(di)利(li)PEHR公司簽訂合同(tong)引(yin)進了(le)600kW變槳距型機(ji)組(zu)制(zhi)造(zao)技(ji)(ji)術;2000年(nian),西安維德與(yu)一(yi)拖(tuo)-美德先后(hou)(hou)推出(chu)了(le)600kW和660kW機(ji)型。
750kW級:“十五”期間,國家(jia)科(ke)技主管部門持續(xu)通過(guo)科(ke)技攻(gong)(gong)關(guan)項目支持機(ji)組大型化發展。2002年,國家(jia)“十五”科(ke)技攻(gong)(gong)關(guan)計劃(hua)安排了750kW失速型風(feng)電機(ji)組研制,金風(feng)科(ke)技和(he)浙江機(ji)電設計研究院(yuan)承擔了該項目,分別于2004年、2008年完成吊裝,隨后實現大批量生產(chan)。
MW級:單機(ji)(ji)(ji)容量進(jin)入MW級,是我國(guo)(guo)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)技(ji)術(shu)發展的(de)一個關鍵(jian)歷(li)史節(jie)點(dian)。一方面(mian),市(shi)(shi)場(chang)需求激增,在(zai)一段時間內造成(cheng)了(le)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)供不應求的(de)局面(mian),大量企(qi)(qi)(qi)業開(kai)始(shi)進(jin)入風(feng)(feng)電(dian)(dian)設備研發與制(zhi)(zhi)造環節(jie),最多(duo)(duo)時達到80家左右,我國(guo)(guo)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)研發與制(zhi)(zhi)造呈現(xian)出(chu)百家爭鳴(ming)的(de)景象;另一方面(mian),MW級機(ji)(ji)(ji)型(xing)單機(ji)(ji)(ji)容量更大,有(you)力支撐著(zhu)我國(guo)(guo)風(feng)(feng)電(dian)(dian)規模化開(kai)發,部分(fen)頭部整機(ji)(ji)(ji)商(shang)的(de)產品,由于更受(shou)市(shi)(shi)場(chang)青(qing)睞,銷量極高,成(cheng)為企(qi)(qi)(qi)業產品中(zhong)的(de)“機(ji)(ji)(ji)王”。最早(zao)推(tui)出(chu)MW級機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)企(qi)(qi)(qi)業是金風(feng)(feng)科技(ji)。2005年(nian)(nian),該公司1.2MW永磁直驅(qu)式(shi)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)實現(xian)投(tou)運。2006年(nian)(nian),華銳風(feng)(feng)電(dian)(dian)首臺1.5MW雙饋式(shi)風(feng)(feng)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)并網發電(dian)(dian)。之后,大多(duo)(duo)數整機(ji)(ji)(ji)商(shang)都快速推(tui)出(chu)了(le)1.5MW產品,1.5MW與2MW機(ji)(ji)(ji)型(xing)成(cheng)為日后市(shi)(shi)場(chang)的(de)主流。
在陸(lu)上風(feng)(feng)電市場主流產品仍(reng)為1.5MW機型時,技(ji)術實力較強的頭(tou)部(bu)整機商最先(xian)開發出3MW級機組(zu)。2009年(nian),首批(pi)3臺(tai)華銳風(feng)(feng)電3MW海上風(feng)(feng)電機組(zu)并網(wang);金風(feng)(feng)科技(ji)則(ze)并網(wang)了其首臺(tai)3MW中速永磁風(feng)(feng)電機組(zu)樣機。
5MW級(ji):2011年,我國(guo)(guo)(guo)陸上(shang)(shang)風(feng)電市(shi)場主流產(chan)品為2MW機(ji)型,海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電機(ji)組(zu)開始拉開與(yu)陸上(shang)(shang)風(feng)電機(ji)組(zu)的(de)單機(ji)容量差距(ju),有企業推出(chu)了(le)(le)首(shou)(shou)款(kuan)5MW級(ji)機(ji)組(zu)。是年,華銳風(feng)電在上(shang)(shang)海(hai)東海(hai)大(da)橋海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電場二期投(tou)運了(le)(le)我國(guo)(guo)(guo)首(shou)(shou)款(kuan)5MW海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電機(ji)組(zu)。同年年底(di),聯合動力下線了(le)(le)我國(guo)(guo)(guo)首(shou)(shou)款(kuan)6MW海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電機(ji)組(zu)。
10MW級(ji):福清(qing)興化灣海(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場為我國(guo)風(feng)(feng)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)大型(xing)化技(ji)術發展(zhan)立下過汗(han)馬(ma)功勞。該(gai)項(xiang)(xiang)目是(shi)全球(qiu)首(shou)個國(guo)際化大容量(liang)海(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)樣(yang)機(ji)(ji)(ji)試(shi)驗風(feng)(feng)電(dian)場,一期項(xiang)(xiang)目安裝(zhuang)了8家(jia)知名(ming)整機(ji)(ji)(ji)商生產(chan)的(de)14臺單機(ji)(ji)(ji)容量(liang)超過5MW的(de)風(feng)(feng)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu),二期項(xiang)(xiang)目則將重點放(fang)在(zai)10MW級(ji)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)安裝(zhuang)與運(yun)行上(shang)。2020年,東(dong)方電(dian)氣185-10MW樣(yang)機(ji)(ji)(ji)在(zai)該(gai)項(xiang)(xiang)目并網,標志著(zhu)我國(guo)具(ju)備10MW級(ji)大功率海(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)自主研發設計與制(zhi)造、工程安裝(zhuang)與調試(shi)的(de)能力。
15MW級:到15MW級,我國(guo)在(zai)風(feng)電(dian)機組大型化上(shang)已經登上(shang)世界(jie)風(feng)電(dian)技術的高峰(feng),開始引(yin)領(ling)全球(qiu)發展,并(bing)逐漸走向技術“深水(shui)區”和“無人(ren)區”。2022年,金風科技GWH252-16MW海(hai)上(shang)風電機(ji)(ji)組(zu)下線,并(bing)于(yu)2023年完(wan)成安(an)裝與并(bing)網。這款(kuan)機(ji)(ji)型(xing)擁有(you)完(wan)全自主(zhu)知識產權,是我國(guo)(guo)首臺(tai)(tai)單機(ji)(ji)容量超(chao)過15MW的風電機(ji)(ji)組(zu)。在2023北京(jing)國(guo)(guo)際風能大會(hui)暨展覽(lan)會(hui)(CWP2023)整機(ji)(ji)商發布的新機(ji)(ji)型(xing)或機(ji)(ji)型(xing)平臺(tai)(tai)中(zhong),有(you)9款(kuan)的單機(ji)(ji)容量超(chao)過15MW。其(qi)中(zhong),三一重能推出了全球(qiu)最大的陸上(shang)風電機(ji)(ji)組(zu)?15MW機(ji)(ji)型(xing)。
20MW級(ji):在CWP2023上(shang),明陽智(zhi)能推出了全(quan)球最大(da)的(de)22MW海上(shang)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)(zu),這是迄今為止我(wo)國(guo)乃至(zhi)全(quan)球推出的(de)最大(da)單機容(rong)量(liang)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)(zu)。在此次(ci)大(da)會上(shang),有專家公開表(biao)示(shi),我(wo)國(guo)正(zheng)在進行25MW級(ji)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)(zu)的(de)研發工作(zuo)(zuo)。2024年(nian)3月(yue),軸研科技下線25MW級(ji)風(feng)電(dian)(dian)主軸軸承及齒輪箱軸承,預示(shi)著25MW機型的(de)漸行漸近(jin)。同(tong)月(yue),中車(che)株洲(zhou)所發布了其首(shou)款漂(piao)浮式海上(shang)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)(zu)“啟航(hang)號”。作(zuo)(zuo)為當時(shi)已發布的(de)全(quan)球最大(da)漂(piao)浮式海上(shang)風(feng)電(dian)(dian)機組(zu)(zu),“啟航(hang)號”的(de)單機容(rong)量(liang)可實現16~20MW全(quan)覆蓋。
從(cong)10kW到20MW級,我(wo)國風(feng)電(dian)產(chan)業(ye)用了50年(nian)的(de)時間。在這段漫長卻又激情澎湃的(de)技術發(fa)展(zhan)之路上,有(you)兩段時期是(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)大型(xing)化(hua)發(fa)展(zhan)最(zui)快的(de)階段:一是(shi)2006―2012年(nian),我(wo)國已安裝風(feng)電(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)最(zui)大單(dan)機(ji)(ji)容量從(cong)1.5MW激增(zeng)至6MW;二是(shi)2019―2023年(nian),我(wo)國已安裝風(feng)電(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)最(zui)大單(dan)機(ji)(ji)容量從(cong)7.25MW驟升到16MW。
現(xian)如今,對于風(feng)(feng)電(dian)機(ji)組的單機(ji)容(rong)量到底能夠發展(zhan)到多(duo)大(da),業內存在不同的看法。而被稱為“現(xian)代風(feng)(feng)電(dian)產(chan)業之(zhi)父”的Henrik Stiesdal,在此前接受(shou)《風(feng)(feng)能》采訪(fang)中的看法或許可以(yi)成為重(zhong)要參(can)考(kao)。Henrik Stiesdal認(ren)為,政府對風(feng)(feng)電(dian)機(ji)組總體高度的限制,可能會對大(da)型化發展(zhan)產(chan)生影響(xiang)。風(feng)(feng)電(dian)機(ji)組總會達(da)到一(yi)定的局(ju)限,因為其(qi)他產(chan)業在出現(xian)指數級(ji)增長后(hou),最終將(jiang)觸碰到一(yi)個“天(tian)花板”。“這不是(shi)技術問題(ti),而是(shi)成本問題(ti)。”他表示。