今年4月,上海奉贤杭州湾畔,具有完全自主知识产权的1.25MW、1.5MW永磁直驱风力发电样机正式并网发电,这是民营企业上海万德风力发电股份有限公司自主开发的目前发电效率最高的风机,技术水平达到国内领先、国际先进。
成立5年多的万德风电是国内首家独立从事永磁直驱大型风力发电机组研究、开发、制造、销售与服务一体化的新能源企业,是上海市和虹口区重点扶持的国家级风电高新技术企业。
与国内绝大多数同行生产的双馈异步风机不同,万德风电开发的是走一条不同技术路径的永磁直驱风机。永磁直驱风机所需的原材料稀土,我国储量占世界90%以上,万德风机具有很大的资源成本优势。
更重要的是万德风电瞄准了世界风力发电的技术前沿,突破了跨国企业的技术封锁,独立成功研制出多种型号具有完全自主知识产权的永磁直驱大型风电机组。
永磁直驱式风力发电是当代并网型风力发电技术中最先进的技术之一,代表了今后大型并网风力发电技术的发展趋势。2005年万德风电公司成立时,永磁直驱风力发电机在风电技术最先进的欧洲也刚出现不久。
永磁直驱风力发电机的风轮与电机是采用同轴联接,即风轮不经齿轮箱变速,直接驱动电机同速转动,因此具有国内绝大多数同行所生产的双馈异步风机无法比拟的优点:低风速启动好、体积小、发电效率高、维修和运营成本低、运输方便、对电网支持力大等,能够满足最严格的欧洲标准。
在丹麦、德国等欧洲国家,直驱式永磁风电机组的装机容量已占大型风力发电总装机容量的一半左右,而且有的欧洲国家已将第二代机型双馈异步风机作为落后技术予以淘汰。
为了突破国外企业的技术封锁,研制完全属于中国自己的永磁直驱风力发电机,万德风电一成立就开始冒着风险走上了自主研发的创新之路。
2005年,万德风电承担了上海市科委 “大型永磁直驱发电机研制”任务,并于2006年4月完成国内第一台具有完全自主知识产权的并网型1.25兆瓦直驱式永磁风力发电机样机的研制,一举填补该类国产产品空白。
2010年4月,安装在上海奉贤近海风场并网发电的这二台兆瓦机运行非常理想,各项指标均达到或优于设计标准,显示出不仅能在陆地风场使用,更适合在潮间带使用的较好低风速发电能力。
万德风电的永磁直驱风机其自身的工作原理决定了其突出的风能利用率和发电能力,无齿轮箱的设计更是大大降低了在自然环境中风机特别容易发生的故障的概率,因此在综合考虑初期投资和长期运行维护费用、不需支付国外专利费用等总体发电收入的情况下,万德风电的永磁直驱机型有着明显的高性价比。
万德风电的研发团队由我国第一代专业从事风力发电研究的专家和近年吸收培养的年轻人才组成,并与多所著名高校结成了紧密的产学研联盟,这使万德风机的全部产品核心部分均具有完全自主知识产权。
据总裁李勇介绍,万德风电自主研发的永磁直驱风机结构简单,国产化程度达95%以上,已申请或取得授权包括《大型永磁直驱风力发电机内转子制作方法》、《大型永磁直驱风力发电机测试系统》等多项重大核心发明专利60项,并计划至今年底专利拥有量达到100项,申请覆盖范围广泛的国际专利,将设计、生产、吊装、运输等全部进行专利保护。此外,万德风电还参与了《大型永磁同步发电机组》国家标准的起草工作。
2008年8月,万德风电还建成了国内第一座具有完全自主知识产权的“永磁直驱机组全工况仿真测试平台”,添补了国内空白。
测试平台能模拟兆瓦级永磁直驱风力发电机组在不同风速情况下起动、并网发电、满负荷运行、功率调节、超载控制、切出脱网、刹车、断路等全部工况,并对各部件运行状况和机械、电器等多方面性能进行全面监测分析。万德风机将凭借在兆瓦级风力发电机测试领域的领先技术及经验,在上海建设全国首家兆瓦级风力发电机测试中心。
万德风电已在上海金山区和浙江台州建成生产基地,明年就可生产出100台以上兆瓦级风机,开始国内批量销售。公司还与德国专业风电场运营商签订了10台、总价910万欧元的出口意向合同,毛利率可达20%,在国际市场上具有很强的竞争力。
目前,万德风电正在针对我国近海风场的特定条件,研制近海2兆瓦、3.6兆瓦永磁直驱风电机组样机及相关机组测试设备,其中2兆瓦样机将于今年10月下线,3.6兆瓦样机已完成了主体设计。