2.5-5MW海上风电机组的汇总

海上风电机组的概念设计

目前，海上风力发电机组的主流机型是2.3～5MW双馈或半直驱机型，已交付或已有订单的机型主要如下表所示：

公司名称机组型号已交付使用正在安装已有订单丹麦vestas V90 /3MW257台260台（含V112）西门子公司SWT-2.3311台90台

西门子公司SWT-3.6151台593台

德国REpower5M8台351台

德国Multibrid M500027台245台德国Enercon E-126/6MW8台

GE公司GE 3.6sl 7台130台

华锐公司3MW 34台

德国BARD VM5MW 5台80台

德国Nordex2MW 8台

德国Nordex 2.5MW 11台

芬兰WinWind 3MW 10台

由上表可见丹麦vestas 的V90 /3MW，西门子公司的SWT-3.6，德国REpower的5M，德国Multibrid的M5000，GE公司的GE 3.6sl和德国BARD公司的VM5MW机组被市场认可，由此可见3MW以上风电

机组是最近几年海

上风力发电机组的

主力机型。

V90 /3MW机

组是vestas在2002

年5月开始试制

的，右图为V90

/3MW的示意图。

V90 /3MW机

组是首台采用紧凑型结构的风力发电机组，可以认为是取消了低速轴。2009年9月vestas又研制出了V112-3.0MW离岸型风力发电机组，这是V90-3.0MW的改进型，其安全等级为IECS，适于在平均风速9.5m/s的海上使用，这种机组采用三级增速齿轮箱，永磁同步发电机，短低速轴。该机型应该是维斯塔斯准备大批量生产的产品，下图为V112-3.0MW的外形图。

V112-3.0MW机组计划安装在英国沃尔尼第二海上风力发电场，2011年年底交付使用。V112-3.0MW技术参数如下表所示：

序号部件单位数值

1 机组数据

1.1 制造厂家/型号V112－3.0MW

1.2 额定功率kW 3000

1.3 轮毂高度（推荐方案）m 84.94/119

1.4 切入风速m/s 3

1.5 额定风速m/s 12

1.6 切出风速（10分钟平均值）m/s 25

1.7 极端（生存）风速（3秒最大值）m/s 59.5(IECIIA)5

2.5（IECIIIA）

1.8 预期寿命y 20

2 风轮

2.1 叶片生产商

2.2 叶片型号（54.6m）

2.3 风轮扫掠面积m29852

2.4 功率调节方式变桨距

2.5 转轮直径m 119

2.6 根部弦长m 4

3 发电机MW 3永磁同步发电机

4 变速箱三级行星齿轮传动/斜齿轮

其内部结构如下图所示：

西门子公司的SWT-3.6-107是海上和陆上两用型机组，SWT-3.6-107 技术参数如下表所示：序号部件单位数值

1 机组数据

1.1 制造厂家/型号SWT-3.6-107

1.2 额定功率kW 3600

4.2 额定功率3600

4.3 额定电压V 690

4.4 额定转数及转数范围R/min 1500

4.5 绝缘等级F/F

4.6 防护等级IP54

4.7 冷却方式综合热交换器

5 制动系统

5.1 主制动系统叶片全翼展变桨距

5.2 第二制动系统高速轴液压盘式制动器

6 偏航系统

6.1 控制方式主动对风

6.2 偏航驱动6个电动减速齿轮

6.3 偏航制动主动磨擦和6个电动减速齿轮

6.4 远程控制WebWPS SCADA系统

7 控制系统

7.1 型号/设计KK WTC 3/微处理机

8 重量

8.1 机舱t 125

8.2 风轮t 95

下图为SWT-3.6-107结构示意图：

图中1－整流罩，2－整流罩托板，3－桨叶，4－变桨轴承，5－轮毂，6－主轴承，7－主轴，8－齿轮箱，9－起重轨道，10－制动器，11－联轴器，12－发电机，13－偏航减速电机，14－塔架，15－偏航轴承，16－齿轮润滑油过滤器，17－冷却装置，18－机舱罩。

德国REpower公司的5M海上风力发电机组是2004年开发的，其核心技术是能在强风区或弱风区、平原或山脉、陆上或海上都能可靠地工作，LM Glasfiber公司参与了此机组的研制工作。下图为5M机组的照片。

5M机组的主要技术参数如下表所示：

序号部件单位数值

1 机组数据

1.1 制造厂家/型号5M

1.2 额定功率kW 5000

陆上风机117 米，海上约为85-95 1.3 轮毂高度（推荐方案）m

米（取决于现场条件）

1.4 切入风速m/s 3.5

1.5 额定风速m/s 13

1.6 切出风速（10分钟平均值）m/s 陆上25.0、海上30.0

IEC Ib或德国船级社海上I级风场1.7 极端（生存）风速（3秒最大值）m/s

要求

1.8 风带达到DIBt 3

德国Multibrid的M5000机组，也是5MW机组，这种机组为半直驱式，这一设计综合了传统三级齿轮箱结构和直驱式技术的优点，即取消主轴，采用一级齿轮箱连接低转速永磁同步发电机，并且通过集成化设计，大大降低了机舱重量和尺寸，其主要技术特性如下：

1.采用一级齿轮箱（传动比为1：9.92）和水冷式永磁同步发电机（最大转速为147rpm，出口电

压3000V）。与5M风机相比，大大地简化了传动系统结构，尺寸仅为5M的十分之一。

2.备用的数据采集设备减少了因这些设备的故障而导致的系统停机；传感器系统可提供维护预警。

3.良好的机舱密闭设计和空气过滤器使风机能够承受恶劣气候条件（如盐雾和潮湿空气侵蚀）的

影响，适应于海上环境条件。

4.紧凑型设计使M5000风机相比于同级别特大型风机具有较轻的机舱和轮毂重量，便于运输和安

装。M5000的机舱总重量（包括轮毂和叶片）大约310吨，而Repower 5M为420吨，Enercon E-126则达到530吨。当然，紧凑型设计同时也带来部件维修的困难。

5.采用碳纤维结构的叶片，降低重量。

6.四象限的全容量变流器改善了电能质量，功率因数调节范围为0.9（感性）－0.9（容性）。

2005年法国Atlantic coast海上风电场选用了其产品，这21台风机在2010年投入运行。

M5000机组的主要技术参数如下表所示：