04 贾泽伟 风力发电机大型化的挑战与应对.pdf

1、www.crrcgc.cc风力发电机大型化的挑战与应对中车永济电机有限公司2025年12月目录2第一部分风力发电机大型化发展历程第二部分风力发电机大型化面临挑战第三部分 风力发电机大型化应对措施3面对全球积极践行“双碳”目标及平价上网的要求，风电行业竞争不断加剧，为有效应对变化，风电企业不断技术创新，风电机组大型化成为行业发展的重要方向。据统计，2020年至今，陆上风电从5MW增长至16MW，海上风电从8MW增长至26MW，近5年的增长量远超过去20年的总量。在机组大型化这一进程中，发电机作为关键部件，我们既迎来机遇，也面临诸多技术挑战。一、风力发电机大型化发展历程4中国陆上风电发展历程198

2、9新疆达坂城风电场，安装了13台150kW机组，这是我国首个商业化风电场。1998中车永济电机公司1998年研制出600kW笼型异步发电机。2009中车永济电机公司2009年成功研制3MW空水冷双馈发电机。2023中车永济电机研制出10MW高压双馈风力发电机。1970中国开始试制不同容量的风力发电机样机，从1kW到20kW。1994行业的主流机型为笼型，功率等级为600kW-750kW。2004风电技术水平不断提升，随着双馈技术路线的逐步成熟，单机容量逐渐增大，发展到MW级风电机组，功率等级为1-3MW。2011主流机型不断向大型化发展，技术路线主要包括永磁直驱、永磁半直驱、双馈异步、笼型异步

3、等，功率等级为2-5MW。2021随着风电市场竞争持续加剧，双馈因为成本优势，逐步成为陆上风电主流机型。2025中车永济电机研制出16MW高压双馈风力发电机。20世纪70年代，中国风电处于起步阶段，风机容量仅有1kW到20kW；90年代，600kW750kW的笼型风机成为主流，至2020年，机组功率等级0.75MW从提升至5MW。自2020年至今，功率迅速从5MW提升至16MW，这一发展速度远大于过去20年的增长总和。一、风力发电机大型化发展历程5中国海上风电发展历程 中国海上风电从2007年起步，主要以小规模试验项目为主；从2010年至2020年，海上风电功率从2.5MW机组发展到8MW；自

4、2020年至今，功率迅速从8MW提升至26MW。2010东海大桥100MW海上风电场并网发电，是中国同时也是亚洲首个大型海上风电场。2007中国首座安装有1台金风科技1.5MW海上风电机组的海上风电项目建成发电，采用永磁直驱技术路线。2015大容量海上风电机组呈现快速迭代的趋势，5MW机组实现批量应用，10MW时代也已开启。2018-2020中车永济研制7.6MW、10MW海上半直驱风力发电机。2021随着中速永磁传动系统的技术突破，国内海上风电功率等级逐步提高至18MW。2023中车永济研制20MW海上半直驱永磁风力发电机。2025中车永济研制26MW级海上半直驱永磁风力发电机。2022中车

5、永济研制海上10.XMW中速永磁传动系统。二、风力发电机大型化面临挑战6高速发电机（双馈）大型化技术难点包括：电流大 滑环设计困难 转子端部固定难 散热难、可靠性不足中速发电机（半直驱）大型化技术难点包括：轴承电蚀 集成设计密封难 散热冷却不均匀 寿命不足面对未来风电机组将朝向大型化、轻量化、智能化、高可靠性等方向发展需求，发电机大型化面临的技术难点主要包括：大电流引起的电能安全传输难题，高转速引起的转子结构及滑环设计难题，精准损耗分布评估和高效散热难题，轻量化与可靠性兼备设计难题等。0102二、风力发电机大型化面临挑战7风力发电机大型化面临挑战 轻量化与可靠性兼备设计难题 电机大型化带来重量

6、急剧增大，为降低整机重量，轻量化设计是难点；电机安装于沙戈荒及海上等环境，维护困难，轻量化兼顾可靠性难点。大电流引起的电能安全传输难题 大功率电机碳刷数量多，电流不平衡度大，易导致滑环打火、烧损；电机大型化后转子端部线速度高，线圈焊接后，端部固定难度大。高转速引起的转子结构及滑环设计难题 大功率电机电流过大，安全传输难，存在系统过流和发电量损失风险；电机电磁设计、转矩脉动控制、谐波控制及冷却系统设计是难点。大功率电机发热量大，必须对电机的温度特性进行准确预估，设计良好的冷却系统，在保证散热的同时，保证电机的可靠运行。精准损耗分布评估和高效散热难题三、风力