按照我國目前風(fēng)電發(fā)展速度，風(fēng)力發(fā)電機組每年裝機會(huì )達到數千臺，其中大部分機型從國外引進(jìn)，甚至存在引進(jìn)在國外也未得到充分驗證和考核的機型。一旦出現質(zhì)量問(wèn)題，可能會(huì )導致大量維修或者更換機組問(wèn)題。如1999年丹麥風(fēng)電事件：丹麥的NEG Micon發(fā)生批量齒輪箱故障，需要更換1250臺齒輪箱，該公司為此倒閉，后Vestas收購了該公司。風(fēng)電裝機潛在質(zhì)量風(fēng)險主要有如下幾個(gè)方面： 

    一、風(fēng)力發(fā)電機組設計標準 

    我國從國外引進(jìn)的機型是按照國際標準設計，而國際標準所規定的載荷條件主要是依據中歐和北美的風(fēng)況和氣候制定的。我國一些地區的風(fēng)況、氣候條件和地質(zhì)、地貌與國際標準中所列出的情況差別較大。因此，按照國際標準設計的機型在我國可能不能完全適合我國的自然條件。實(shí)際上，在國際標準IEC61400-1中已明確說(shuō)明："風(fēng)力發(fā)電機組設計中要考慮的外部條件取決于安裝風(fēng)機的風(fēng)場(chǎng)類(lèi)型。對需要特殊設計（如特殊風(fēng)況或其它特殊外部條件）的風(fēng)力發(fā)電機組，規定了特殊安全等級--S級。S級風(fēng)力發(fā)電機組的設計值由設計者確定，并應在設計文件中詳細說(shuō)明。對這樣的特殊設計，選取的設計值所反映的外部條件至少與預期使用的外部條件惡劣程度一致。標準中給出的I、II、III級風(fēng)況不包括海上風(fēng)電場(chǎng)，也沒(méi)有考慮熱帶風(fēng)暴（例如颶風(fēng)、龍卷風(fēng)、臺風(fēng)等）的風(fēng)況條件。這些條件要求風(fēng)力發(fā)電機必須采用S級設計"。由此可見(jiàn)，對于我國特殊的風(fēng)況條件，需由設計者自己考慮。但需要考慮哪些因素，如何體現在設計之中，截至目前無(wú)據可依。國外設計者不可能背離國際標準專(zhuān)門(mén)為我國設計特殊風(fēng)力發(fā)電機組，而我國風(fēng)電企業(yè)也提不出可執行的設計技術(shù)要求。如果出現設計缺陷，將會(huì )導致大批量召回事件，損失將會(huì )很大，這種風(fēng)險是存在的。 

    二、制造工藝和材料 

    風(fēng)力發(fā)電機組的設計壽命為20年。因此，在工藝、公差和配合以及材料的選擇等方面技術(shù)要求都很高。由于我國制造水平與歐洲相比尚有差距，故歐洲企業(yè)能夠達到的加工精度，在我國可能很難達到。即使常規標準件也很難達到標準，更何況風(fēng)力發(fā)電機組中包含大量的非標準件。例如制造難度較大的葉片、輪轂、主軸、主軸承、變槳軸承、齒輪箱等關(guān)鍵部件。另外，目前國內制造風(fēng)電設備及其關(guān)鍵零部件的材料與國外相比，尚存在較大差距。 

    三、風(fēng)力發(fā)電機組質(zhì)量控制 

    目前，我國風(fēng)力發(fā)電機組的認證主要局限在設計和型式認證上。由于大部分制造商是按照國外設計圖紙組裝風(fēng)機，對風(fēng)力發(fā)電機組技術(shù)的理解有限，因此，在生產(chǎn)質(zhì)量的控制方面很難精準把握。例如，不論是制造商還是風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主，對地基和塔架的質(zhì)量重視程度還沒(méi)有提高到一定的高度。實(shí)際上，地基和塔架同樣是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件，影響整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機組的安全和壽命，我國東北地區就曾出現塔架傾倒的事故。在大部分風(fēng)電場(chǎng)，缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，對風(fēng)力發(fā)電機組的交付和驗收還需要進(jìn)一步完善。雖然有質(zhì)保承諾，但過(guò)于頻繁的維修將會(huì )大幅降低機組利用率，影響風(fēng)電場(chǎng)效益。 

    因此，我國宜盡快培育質(zhì)量認證、質(zhì)量檢驗和質(zhì)量監督隊伍，建立質(zhì)量控制體系，作為獨立的第三方，可受風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主委托，負責風(fēng)力發(fā)電機組的驗收、定期質(zhì)量評估、風(fēng)力機組的狀態(tài)監測等項質(zhì)檢工作。 

    四、備品備件和數據庫 

    在風(fēng)力發(fā)電機組20年的運行中，部分部件可能需要更換，備品備件的匹配和質(zhì)量是風(fēng)力發(fā)電機組壽命期內質(zhì)量保證的重要因素。葉片、主軸軸承、齒輪箱、變槳機構以及電器和電子元件等很可能在風(fēng)力發(fā)電機組運行幾年之后需要更換。而按照我國目前的發(fā)展速度和發(fā)展模式，屆時(shí)很難選到合適的備件予以更換。變流器和大部分控制系統為國外產(chǎn)品，質(zhì)保期過(guò)后，國外公司為我國用戶(hù)保留備品備件的可能性很小，除非支付高額費用。另外，電力電子元器件更新?lián)Q代很快，如果電路或者板卡損壞，很可能需要完全替換原來(lái)的系統，而為此所需的接口條件、信號類(lèi)型、數據格式、控制算法等可能已無(wú)據可查。因此，可能出現數年后數目眾多的風(fēng)力發(fā)電機組無(wú)備件更換而較長(cháng)時(shí)間停機待修。 

    為此，在風(fēng)電場(chǎng)的規劃和建設中，應充分考慮備品備件的解決方案和費用，敦促業(yè)主與風(fēng)力發(fā)電機組制造商（總機商與部件商）達成備品備件供貨協(xié)議，其中包括具體的實(shí)施方案。在風(fēng)力發(fā)電機組以及其他所有的設備交貨驗收時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主應記錄保存詳細的設備清單（最好能到關(guān)鍵元件和零件級）和控制系統、監測系統的接口條件、信號類(lèi)型、數據格式等參數，并且建立數字化的設備管理數據庫，以便于數據的長(cháng)期保留和經(jīng)驗的積累。

五、專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊伍 

    在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節中，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的缺乏是最突出的"瓶頸"。由于長(cháng)期以來(lái)我國未開(kāi)展系統、規模的風(fēng)電人才培養，面對快速的風(fēng)電發(fā)展，出現"捉襟見(jiàn)肘"的專(zhuān)業(yè)人才短缺局面，主要體現在以下一些問(wèn)題： 

    1.生產(chǎn)一線(xiàn)技工。風(fēng)電為多學(xué)科交叉的高技術(shù)領(lǐng)域，特、精、專(zhuān)、優(yōu)既是風(fēng)電的特色也是對產(chǎn)品的要求。一線(xiàn)的產(chǎn)業(yè)工人是產(chǎn)品的制造者，是最優(yōu)設計的實(shí)現者。高品質(zhì)的產(chǎn)品要靠一大批能工巧匠來(lái)打造。由于教育體制、政策導向和文化傳統的影響，我國長(cháng)期以來(lái)不重視技工的培養，高等教育不強調技能和動(dòng)手能力的培養，這樣的發(fā)展模式很難持續保持保證產(chǎn)品質(zhì)量。 

    2.工程師。從風(fēng)電場(chǎng)規劃、部件制造、整機制造、布線(xiàn)接網(wǎng)到電網(wǎng)管理，需要大量的專(zhuān)業(yè)工程師。他們需對一線(xiàn)產(chǎn)業(yè)工人提供技術(shù)指導，解決出現的實(shí)際問(wèn)題，控制產(chǎn)品質(zhì)量，能夠設計部件或者電路，或對風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導和管理。工程師是能夠解決本專(zhuān)業(yè)實(shí)際問(wèn)題的技術(shù)專(zhuān)家，只有在較好地掌握風(fēng)電技術(shù)的基礎上，才能勝任這些工作。專(zhuān)業(yè)工程師是保證風(fēng)電健康發(fā)展的中堅力量，我國這里人才嚴重缺乏，以致于制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 

    3.設計師。設計師分為風(fēng)力發(fā)電機組整機、部件的骨干設計師、風(fēng)電場(chǎng)高級規劃師、技術(shù)主管、基礎技術(shù)研究者、具有獨立設計能力的高端技術(shù)人員。他們需要深入、系統地掌握風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，具有實(shí)際工作經(jīng)驗，掌握相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，能夠對現有機型進(jìn)行改進(jìn)、改型設計，能夠根據技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求，進(jìn)行新機型自主研發(fā)和設計，具有技術(shù)創(chuàng )新和實(shí)戰能力。我國宜加大力度，通過(guò)"學(xué)習、實(shí)踐、再學(xué)習、再實(shí)踐"的模式，由企業(yè)和高校聯(lián)合，培養一批能勝任自主設計的高端人才。 

    4.技術(shù)高管。技術(shù)高管分為政府主管部門(mén)的管理者、風(fēng)電企業(yè)領(lǐng)導、高級主管、總設計師、總工程師和高級研究人員。這類(lèi)人才參與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，制定發(fā)展規劃和政策，需要較系統地理解風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基礎知識，了解相關(guān)技術(shù)關(guān)鍵，了解風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現狀和技術(shù)前沿，能夠組織開(kāi)展整機或部件的設計和制造、風(fēng)電場(chǎng)的規劃和建設，能夠正確制定發(fā)展規劃，具有國際視野和領(lǐng)導國際合作的能力。（未完待續）

本期關(guān)鍵詞：變槳距風(fēng)力發(fā)電機組 

    變槳距風(fēng)力發(fā)電機組是指整個(gè)葉片繞葉片中心軸旋轉,使葉片攻角在一定范圍(一般0°~90°)內變化，以便調節輸出功率不超過(guò)設計容許值。在機組出現故障時(shí)，需要緊急停機，一般應先使葉片順槳，這樣機組受力小，可以保證機組運行安全可靠。變槳距葉片一般寬小，葉片輕，機頭質(zhì)量比失速型風(fēng)力發(fā)電機組小，不需很大的剎車(chē)動(dòng)力，啟動(dòng)性能好。在低空氣密度地區仍可達到額定功率，在額定風(fēng)速之后，輸出功率可保持相對穩定，保證較高發(fā)電量。但由于增加了一套變槳距機構，增加了故障發(fā)生機率，而且處理變槳距機構葉片軸承故障難度大。變槳距風(fēng)力發(fā)電機組比較適于在高原空氣密度低的地區運行，可避免當失速機安裝角確定后，有可能夏季發(fā)電量低，而冬季發(fā)電量又超發(fā)的問(wèn)題。變槳距風(fēng)力發(fā)電也適合于在額定風(fēng)速以上風(fēng)速較大的地區使用，今后發(fā)展趨勢是：大型風(fēng)力發(fā)電機組將會(huì )普遍采用變槳距技術(shù)。（國家能源局能源節約和科技裝備司供稿）

    摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第十二期