风力机械行业发展过程及现状

    风力机械行业产品范围主要包括离网型风力发电机组、并网型风力发电机组和风力提水机组等。离网型风力发电机组主要为电网达不到的广大农村、牧区、海岛及微波通讯站、铁路道班、电视差转台等无电地区提供电力，解决当地居民的照明、看电视、电冰箱、微波器材及小型加工机械等用电器的用电需求；并网型风力发电机组是安装在有电网且风力资源丰富地区，发出的电力并入电网，目的是节约常规能源、减少环境污染；风力提水机组分为北方型和南方型两种，北方型是指高扬程、小流量机组，主要用于解决广大农牧民的人、畜饮水及小面积的草场灌溉。南方型是指低扬程、大流量机组，主要用于农田灌溉、制盐、海水养殖、滩涂改造、盐碱地排咸等的提水作业。

    一、离网型风力发电机组和风力提水机组
   （一）发展过程
我国是风能开发和利用较早的国家之一，早在3000多年前就开始以风能作为动力进行磨面、提水和航海。1967年江苏省兴化和盐城等地仍有3万台风力提水机组在使用。近十年来我国的风能开发利用有了更大的发展，目前有近17万台离网型风力发电机组在广大农村牧区使用。我国现代风力机械的兴起和发展大体经历了以下五个阶段：

    1、第一阶段：老式风车应用阶段（1949～1959年）
    这一时期各地群众在五十年代末期兴起的农具技术革新热潮中，为了摆脱原始的劳动方式和改善生活条件而研制了许多类型的风力机。主要用于发电或提水。与此同时，古老而具有中国特色的立轴风力机“走马灯”式风车在江苏、吉林等省也仍然在使用。1959 年仅江苏省还在运行的风力提水机组约20余万台，这些机组都是农民自制的木结构布篷传统简易风车，主要用于提水制盐、农田灌溉。后来由于我国能源结构的变化和技术等方面的原因，那一时期的风力机无一保留到今天，但技术人员对风力机的风轮型式以及控制方式做的大量理论探索和实践，对后来风力机械的研究起到了一定的借鉴作用。

    2、第二阶段：现代风力机械起步阶段（1960～1977年）
    在这一阶段，农业机械工业部组织有关科研单位重点探讨我国牧区及沿海地区风力资源状况、需求及科研重点，并投入资金进行产品开发。根据当时牧区的需要，有关单位研制了30瓦、100瓦及1 千瓦、2 千瓦、10 千瓦、12 千瓦、18 千瓦、30千瓦风力发电机组和6、7、8米直径的风力提水机组。其中30瓦、100瓦、2 千瓦风力发电机组，投入了小批量生产，满足了牧民的需求，受到牧民的欢迎。在这一阶段,研究单位与生产企业合作从自行设计到仿制国外机组，研制成功几种离网型风力发电机组和风力提水机组，为以后我国风力机械的研制工作积累了丰富的经验。

    3、第三阶段：科研攻关和示范应用阶段（1978～1983年）
    1978年，国家科委在国家重点科技攻关项目中投入150万元，专门用于风力发电机组和风力提水机组的开发和研制，主要研制了50瓦、150瓦、500瓦、3千瓦的风力发电机组及5米直径的风力提水机组。机械工业部也在科研和新产品计划中支持开发了50瓦、100瓦、200瓦、500瓦风力发电机组，这些产品是以后在我国推广使用的主要机型。从此离网型风力发电机组和风力提水机组的研制工作得以稳定、健康地发展。到1983年，研制的产品有30多种，其中有10多种通过了技术鉴定，投入了批量生产和应用。

    与此同时，国家科委、机械工业部还在几个地区开展了风能利用的中间试验，如在内蒙古西苏旗等地建立了100瓦级风力发电机组的三个应用示范点，积累了实际使用经验，为离网型风力发电机组的大批推广做了充分的准备。

    4、第四阶段：技术成熟和实用推广阶段（1984～1989年）
    1984年由当时的国家科委、能源部、机械工业部组织召开了全国离网型风力发电机工作座谈会，制定了有关政策，制定了联合攻关计划，明确了技术鉴定、示范和推广的重要性，同时国家计委科技司在国家“七五”科技攻关计划中继续支持风力机械的研制和开发，继续对100 瓦 、200 瓦 、300 瓦风力发电机组进行完善，并结合引进国外的技术或样机研制了500瓦、1千瓦、2千瓦、5千瓦、55千瓦风力发电机组及其相关技术和6米、7米直径风力提水机组，除55千瓦机组外，都已投入批量生产。

    1984年初，内蒙古自治区确定在全区十个牧业镇进行新能源民办公助试点工作，扩大了示范成果，并从1986年开始对牧民购买风力发电机组实行补贴政策；其他省份如甘肃、青海、宁夏、新疆等省、自治区也在推广应用环节及时制定了扶持政策。这进一步促进了我国离网型风力发电机组的推广与应用。从此，我国离网型风力发电机组进入了成熟发展和实用推广阶段。

    5、第五阶段：调整、巩固、走向稳定发展的阶段（1990年以后）
    进入九十年代以后，我国离网型风力发电机组的销售出现了波动。由于内蒙古自治区政府对离网型风力发电机组减少了补贴额，再加上国内的原材料价格上涨，风力发电机组售价提高，使机组在一段时期销售量有所下滑。一些风力发电机组的生产厂，由于产品质量不过关，销售量减少或利润太少而导致亏损，逐渐停止了离网型风力发电机组的生产。与此同时，内蒙古商都牧机厂、内蒙古动力机厂等少数企业，不断改进、提高了产品质量，并认真做好售后服务工作，扩大了销售渠道和应用范围，成为我国离网型风力发电机组生产的主导企业。

    经过波动、调整、巩固，1993年后我国离网型风力机生产、应用已经走上了稳定和健康发展的道路。到1998年底我国离网型风力发电机组总产量178574台，最高年产量是1988年，生产了25575台；从1990年后年产量在5000台到8000台之间，到1998年又突破了1万台，达到了13884台。我国离网型风力发电机组历年产量统计表见下表。

    我国离网型风力发电机组历年产量统计表
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年份        1983年前 1984年  1985年   1986年  1987年   1988年  1989年 1990年
            1991年 
生产量(台)  3632     13470   12989    19151   20847    25575   16649  7458  
            4988  
年份        1992年   1993年  1994年   1995年  1996年   1997年  1998年 总 计 
生产量（台）5537     6100    6481     8190    7500      6123   13884  178574 
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    通过上述几个阶段的发展，使我国的科研院所，大专院校、制造厂家培养了一批从事研究、开发的专业人才，他们长期坚持国产风力发电机组的研制与开发，掌握了部分设计制造技术，积累了丰富的经验。制造企业也在与国外的合作中，在风力发电机组部分部件的制造过程中，得到了锻炼和提高，为进一步开发和研制工作打下了良好的基础。

   （二）行业现状与重点企业情况
    通过几个阶段的发展，使我国离网型风力发电机组产品的技术水平越来越高，目前可批量生产100瓦、150瓦、200瓦、300瓦、500瓦、1千瓦、2 千瓦 、3 千瓦 、5 千瓦 及10 千瓦 系列离网型风力发电机组和风轮直径为2 米、2.6米、3米、4米、5米、5.5米、6米、7米、8米 南北方型风力提水机组，年生产能力在3万台以上。从生产能力、生产量和保有量居世界之首。

    目前我国共有17家企业生产离网型风力发电机组及风力提水机组，其中重点企业有内蒙古商都牧机厂、内蒙古天力风力机厂（原内蒙古动力机厂）、青岛丰能机电有限公司、内蒙华德技术公司等。

    内蒙古商都牧机厂是所有风力机械生产企业中最好的企业，是机械工业部定点生产风力发电机组和风力提水机组的专业厂，于1974年开始生产风力发电机组，现有职工350人。主要生产风力发电、风力提水、风－光互补三大系列30个品种，已累计生产离网型风力发电机组8万台。该厂生产的FD-100型风力发电机组曾获机械工业部、农业部“双部优”称号，FD2.1－200型风力发电机组获第二届中国农业博览会银奖，FD2.5－300型风力发电机组获全国农村能源优秀产品奖。1998年10月，“风光”牌系列风力发电机组被内蒙古自治区人民政府授予“自治区名牌产品”，“风光”商标也被认定为自治区著名商标。

    该厂风力发电机组的年生产能力达1万台。离网型风力发电机组除销售到国内24个省、直辖市、自治区外，还出口到印尼、瑞典、蒙古、马来西亚、德国、韩国、古巴等22个国家和地区。仅1996年一次出口100瓦、300 瓦风力发电机组500台到印度尼西亚，受到当地人民的欢迎。

    二、并网型风力发电机组
   （一）应用情况
    我国并网型风力发电机组的开发应用是从1985年开始，由机械工业部投资在海南省东方县引进了1台丹麦维斯塔斯（Vestas）公司生产的55千瓦并网型风力发电机组，进行并网发电，这台机组至今还在正常运转。1986年10月，在福建省平潭风电场引进了4台比利时温德马斯特（Windmaster）公司的200千瓦机组；在新疆自治区达坂城引进了1台丹麦维康（Vincon）100千瓦机组。从此我国并网型风力发电机组逐渐发展起来，到1998年底，全国19个风力发电场共安装了530台风力发电机组，装机容量为22.36万千瓦。机组容量从30千瓦到600千瓦，以600千瓦机组为主。安装最多的是新疆自治区达坂城风电场，共安装了137台机组，总装机容量为6.6万千瓦；内蒙古自治区的风电场，共安装了110台机组，总装机容量为4.5万千瓦；广东省南澳风电场共安装了111台机组，总装机容量为4.3万千瓦。

    这些机组绝大多数是从国外引进的，全年运行约2300小时，年发电量共5.14亿度，可节约燃煤，同时减少了二氧化碳的排放，有利于环境保护。

    （二）行业现状
    近几年来，我国在并网型风力发电机组的开发和研制方面做了不少工作，在已建的风力发电场中，由我国自己生产的并网型风力发电机组有36台，占我国风电场总安装台数的6.8%。我国并网型风力发电机组制造业现状如下：

    1、由山东工业大学、青岛大华机器厂在1991年和1993年分别生产了2台和5台55 千瓦风力发电机组，分别安装在山东省的长岛和内蒙古自治区的商都风电场运行发电。

    2、由水利部杭州机械设计所设计制造的3台55 千瓦机组分别安装在辽省宁东岗、福建省平潭和浙江省鹤顶山风电场并网运行，1台200 千瓦风力发电机组安装在福建省平潭风电场并网运行发电。

    3、由浙江省机电院设计制造的200 千瓦风力发电 机组安装在浙江鹤顶山风电场并网运行，后又进行改型设计制造了2台250 千瓦机组，安装在广东南澳并网发电。目前又制造了3台机组准备安装运行。这是我国自行设计制造最成功的并网型风力发电机组，目前可小批量生产。

    4、由杭州发电设备厂与丹麦BONUS公司合作生产了10台120 千瓦风力发电机组，安装在内蒙古自治区的朱日河风电场并网运行，其国产化率为30％。

    5、由中国一拖集团有限公司与德国HUSUM造船厂合作生产了10台250 千瓦风力发电机组，安装在内蒙古自治区锡林浩特和海南省东方风电场并网运行，其国产化率为20％。

    6、由上海蓝天公司自行设计制造的2台300 千瓦风力发电机组，安装在广东省南澳风电场并网运行。

    7、由新疆风能公司引进德国杰克布斯（JACOBS）公司的设计技术制造生产了8台600 千瓦风力发电机组，国产化率达到78％。

    8、为了尽快实现并网型风力发电机组的国产化，实现我国自己生产600千瓦级风力发电机组，以降低机组成本，发展我国的民族工业，国家决定采取合资的方式引进国外的先进技术。首先由国内生产容易制造的结构件、发电机及齿轮箱等，然后逐渐完成整个机组的国产化工作。现已建立的合资企业有：（1）西安航空发动机公司与德国诺得克斯（NORDEDX）公司签订了合资协议，生产250千瓦、600千瓦大型风力发电机组。（2）中国一拖集团有限公司与西班牙国家电力公司美德（MADE）再生能源公司成立了中外合资企业，“一拖一美德（洛阳）风电设备有限公司”，生产330千瓦、660千瓦大型风力发电机组，计划年产140台。预计投产3年后，整机国产化率达80%。（3）杭州电力设备厂与丹麦的NEG·麦康（NEG·MICON）公司拟建立合资公司，合资生产300千瓦、600千瓦大型风力发电机组。

    三、问题与建议
    （一）产品品种不全。目前我国10千瓦级的离网型风力发电机组国内还没有成熟的产品，产品出现了断档。国家和企业应对缺档产品进行开发。

    （二）小型风力发电机组配套使用的铅酸蓄电池、自动充电控制器和逆变器质量不稳定，使用寿命短，价格较高，这在一定程度上影响了风力发电机组的推广应用。应加大对科研开发和企业技术改造的投入，对于在生产过程中所使用的有关新技术、新材料、新工艺，国家应立项攻关，并将攻关成果直接转化为生产力。

    （三）并网型风力发电机组的制造企业只能提供300千瓦以下的机组，而且质量不稳定。对于300千瓦及以上产品，只有靠进口国外的机组，这样既增加了机组的成本，也对我国民族工业的发展非常不利。所以应加快对600千瓦级风力发电机组的引进消化吸收步伐，并迅速使之国产化。

    （四）由于风能的开发利用对于我国及世界环境保护具有重要作用，国家应在财政、税收、价格、补贴及激励政策等方面给予扶持。

    （五）家应对风能开发利用工作统一领导，避免在全国风力发电的开发利用工作中的分散、重复和盲目性。