果树防虫网（中国）
Manufacturing Technology of Wind Turbines in China
吴运东
Wu Yundong
14/06/2004 汕头
风力发电机组的制造技术（中国）
1． 中国风力发电机组制造技术的发展
1．1． 历史
自70年代第二次世界石油危机以来，我国许多大学，研究院所和生产厂商
尝试在我国开发并网型风力发电机组。浙江机电院和上海电力院等单位于70年代未开发了我国第一台现 代工业概念的18kW风力发电机组。随后我国各单位又先后开发了20kW、30kW、40kW和50 kW的风力发电机样机。这些机组的主要特点为：3桨叶、退役直升机桨叶、变桨距调节、同步或异步发电机、继电控制。18kW风力发电机组于79年投入运行，前后共运行10年之久，运行时间约5万小时，发电约20万度。1990年我国又在18kW的技术基础上，制造了5台30kW 风力发电机，这5台30kW风力发电机组成我国第一个国产化的风电场。从90年运行至2000年，已安全运行9年，发电量约80万度。
1983年，我国引进了3台55kW Vestas风电机，从此中国打开国门，吸引了许多发达国家的技术人员来我国考察访问，同时大量中国技术人员赴发达国家学习、考察国际先进风力发电技术。通过技术交流与合作、我国于90年代先后开发成功了55kW、120kW、200kW和300kW风电机组。这些机组基本上是3桨叶、定桨距失速调节、玻璃钢桨叶、微机控制。这里有引进国外技术，中外合资及在国外先进技术的基础上消化吸收自主开发等各种方式进行技术开发。值得欣慰的是在国家科技部的支持下我国自行开发成功200kW风力发电机组。其国产化率达90%以上并拥有完全的知识产权。
刘保善
1995-2004 我国风力发电制造业的壮大期。新疆金风600kW浙江运达250kW
风力发电机大批量进入市场。新疆金风、浙江运达750kW开发成功并投入市场。1．2． 现状
我国现在具备整机技术开发能力的单位约七家，其技术开发能力及其风电机运行概况如表1所示：
表1、国内风电机整机开发单位情况
单位名称 开 发 能 力 机 组 情 况
新疆金风科技 97年引进德国Jacobs 600kW风电机技
术，现已生产100余台。2003年开发成
功750kW风电机，2004年投放市场
600kW已完全国产化。750kW已有60%
国产化
浙江运达风力发电工程有限公司 曾开发成功18kW、20kW、30kW、40kW
风电机与丹麦BONUS合作生产120kW风
电机，独立开发成功200kW、250kW风
电机；200kW及250kW机组90%以上采
用国产部件。拥用完全自主知识产权。
2003年开发成功750kW风电机，2004
年投放市场
5台30kW、风电机从90年投入运行
至今，10台120 kW风电机从96年投
入运行至今，200 kW风电机从96年
开始先后投入至今已有30余台投入
运行。
沈阳工业大学 85～90年开发75 kW风电机，90年后
参加东北电管局200 kW风电机控制系
统开发工作。现正在开发1MW风力发电
机组。
75 kW 机组在丹东运行多年，200kW
溢水杯机组自97年4月投入运行。充气包装袋
万电公司 97年从奥地利引进600 kW风电机技术，
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已生产6台。
2台安装在辉腾，4台安装在锡林
西安维德 97年根据丹麦Nordtank 300kW样机与
技术，开发生产了二台300 kW风电机，
除控制与液压为进口外，其余部件均为
国产。
98年3月安装在南澳运行至今。
二． 风电机部件开发现状
（一）。 桨叶
通过200kW风电机的攻关研制，解决了10米长的失速型桨叶的失速负荷计
算，性能计算，结构设计及制造工艺。尤其是首次解决气动刹车小叶片的设计制
造问题。在200 kW桨叶设计制造的基础上，上海玻璃钢所又研制成功300 kW的
14米桨叶，该桨叶在安装之前，在厂内进行了5 ×106次的动载试验。现在我国
已完成600kW 19米长桨叶的研制工作。保定惠腾已批量生产19米桨叶，至今已
生产约200副。保定惠腾还开发成功23.8米桨叶，已用到国产750kW风力发电
机中。
（二） 控制系统
浙江机电院在200kW 风电机中自主开发成功基于P-D现场总线的先进控制
系统。该系统主要优点为：
1、各种控制功能由分立和模块来执行。模块之间的通信由双绞线组成的总
线来实现。这不仅可减少塔上塔下通信电缆的数量，而且可减少对通信电缆的干
扰。
2、各模块间相对独立。当一个模块发生故障时，不会影响其他模块的正常使用，提高控制系统的可靠性。
3、抗过载能力强、能在恶劣环境中工作。同时还开发成功中文平台的中央控制软件和通过电话线通信的通信软件。通过以上的工作使我国完全掌握了定桨距调节的大型风电机（包括600kW、750kW等）的控制系统的设计与制造。 （三） 发电机
我国现有发电机制造厂已完全有能力开发高效、高可靠性，双速双绕组的风力发电机。如上海电机厂已开发成功250kW、600 kW发电机，湘潭电机厂已开发成功300kW发电机、兰州发电机厂开发成功300kW、600kW发电机，杭州发电设备厂开发成功200kW发电机。山西永济电机厂已批量生产600 kW发电机及750 kW发电机
（四） 齿轮箱
风力发电机对齿轮箱的要求比较高，一般齿轮箱很难满足风力发电机的要求。主要表现为：A、长寿命、一般要求无检修寿命大于10万小时。B低噪声，一米处的噪声的声功率不得大于75db。Ｃ、动载系数大。
我国现有杭州齿传输线箱厂、四川齿轮箱厂和南京高速齿轮箱厂在开发风电机齿轮箱，现已开发成功200 kW、250kW和300kW风电机的齿轮箱并投入运行。600kW风电机的齿轮箱也已批量生产
（五） 金属结构件
风电机的金属结构件主要有：机舱、塔架、主轴、偏航系统和轮毂等。我国许多厂家均能生产这些部件。现在已参与生产这些部件的厂家有：杭州重型机器厂、第一拖拉机厂、西安航空发动机厂、鞍山铁塔厂、瑞安压力容器厂和太原重型机器厂等。
三． 技术引进及中外合资企业
由于中国风电机市场发展非常快。97年底全国风电机总装机容量为 MW，98年底装机容量达到 MW。国外各大风电机制造厂看好中国的风电市场，纷纷来中国投资或建立合资厂，以期占领我国的风电机市场。
98年4月西安航空发动机公司和德国巴—杜公司Nordex合资成立各占50%股权的注册资金为300万美
元的风电机制造厂。其目标是生产Nordex 300kW和600kW的风电机，98年10月洛阳第一拖拉机厂和西班牙MADE公司合资成立各占
50%股权的注册资金为300万美元的风电机制造厂，其目标是生产MADE300kW和
660kW风电机。现在这西安维德已批量生产600 kW风力发电机投放市场，洛阳
MADE因种种原因处于破产边缘。
2． 风力发电机组制造技术
2．1．风力发电机组设计
2．1．1．总体设计
一、气动布局方案
包括对各类构形、型式和气动布局方案的比较和选择、模型吹风，性能及其他气动特性的初步计算，确定整机和各部件（系统）主要参数，各部件相对位置等。最后，绘制整机三面图，并提交有关的分析计算报告。
二、整机总体布置方案
包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置。此时要求考虑布置得合理、协调、紧凑，保证正常工作和便于维护等要求，并考虑有效合理的重心位置。最后绘制整机总体布置图，并编写有关报告和说明书。
三、整机总体结构方案
包括对整机结构承力件的布置，传力路线的分析，主要承力构件的承力型式分析，设计分离面和对接型式的选择，和各种结构材料的选择等。整机总体结构方案可结合总体布置一起进行，并在整机总体布置图上加以反映，也可绘制一些附加的图纸。需要有相应的报告和技术说明。
四、各部件和系统的方案
应包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构型式、参数及附件的选择等工作。最后，应绘制有关部件的理论图和有关系统的原理图，并编写有关的报告和技术说明。
五、整机重量计算、重量分配和重心定位
包括整机总重量的确定、各部分重量的确定、重心和惯量计算等工作。最后应提交有关重量和重心等计算报告，并绘制重心定位图。
多媒体音频控制器六、配套附件
整机配套附件和备件等设备的选择和确定，新材料和新工艺的选择，对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。最后提交协作及采购清单等有关文件。
总体设计阶段将解决全局性的重大问题，必须精心和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求总体设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上，避免以后出现不应有重大反复。
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