按照我国目前风电发展速度，风力发电机组每年装机会达到数千台，其中大部分机型从国外引进，甚至存在引进在国外也未得到充分验证和考核的机型。一旦出现质量问题，可能会导致大量维修或者更换机组问题。如1999年丹麦风电事件：丹麦的NEG Micon发生批量齿轮箱故障，需要更换1250台齿轮箱，该公司为此倒闭，后Vestas收购了该公司。风电装机潜在质量风险主要有如下几个方面： 

    一、风力发电机组设计标准 

    我国从国外引进的机型是按照国际标准设计，而国际标准所规定的载荷条件主要是依据中欧和北美的风况和气候制定的。我国一些地区的风况、气候条件和地质、地貌与国际标准中所列出的情况差别较大。因此，按照国际标准设计的机型在我国可能不能完全适合我国的自然条件。实际上，在国际标准IEC61400-1中已明确说明："风力发电机组设计中要考虑的外部条件取决于安装风机的风场类型。对需要特殊设计（如特殊风况或其它特殊外部条件）的风力发电机组，规定了特殊安全等级--S级。S级风力发电机组的设计值由设计者确定，并应在设计文件中详细说明。对这样的特殊设计，选取的设计值所反映的外部条件至少与预期使用的外部条件恶劣程度一致。标准中给出的I、II、III级风况不包括海上风电场，也没有考虑热带风暴（例如飓风、龙卷风、台风等）的风况条件。这些条件要求风力发电机必须采用S级设计"。由此可见，对于我国特殊的风况条件，需由设计者自己考虑。但需要考虑哪些因素，如何体现在设计之中，截至目前无据可依。国外设计者不可能背离国际标准专门为我国设计特殊风力发电机组，而我国风电企业也提不出可执行的设计技术要求。如果出现设计缺陷，将会导致大批量召回事件，损失将会很大，这种风险是存在的。 

    二、制造工艺和材料 

    风力发电机组的设计寿命为20年。因此，在工艺、公差和配合以及材料的选择等方面技术要求都很高。由于我国制造水平与欧洲相比尚有差距，故欧洲企业能够达到的加工精度，在我国可能很难达到。即使常规标准件也很难达到标准，更何况风力发电机组中包含大量的非标准件。例如制造难度较大的叶片、轮毂、主轴、主轴承、变桨轴承、齿轮箱等关键部件。另外，目前国内制造风电设备及其关键零部件的材料与国外相比，尚存在较大差距。 

    三、风力发电机组质量控制 

    目前，我国风力发电机组的认证主要局限在设计和型式认证上。由于大部分制造商是按照国外设计图纸组装风机，对风力发电机组技术的理解有限，因此，在生产质量的控制方面很难精准把握。例如，不论是制造商还是风电场业主，对地基和塔架的质量重视程度还没有提高到一定的高度。实际上，地基和塔架同样是风力发电机组的关键部件，影响整个风力发电机组的安全和寿命，我国东北地区就曾出现塔架倾倒的事故。在大部分风电场，缺乏专业技术人员，对风力发电机组的交付和验收还需要进一步完善。虽然有质保承诺，但过于频繁的维修将会大幅降低机组利用率，影响风电场效益。 

    因此，我国宜尽快培育质量认证、质量检验和质量监督队伍，建立质量控制体系，作为独立的第三方，可受风电场业主委托，负责风力发电机组的验收、定期质量评估、风力机组的状态监测等项质检工作。 

    四、备品备件和数据库 

    在风力发电机组20年的运行中，部分部件可能需要更换，备品备件的匹配和质量是风力发电机组寿命期内质量保证的重要因素。叶片、主轴轴承、齿轮箱、变桨机构以及电器和电子元件等很可能在风力发电机组运行几年之后需要更换。而按照我国目前的发展速度和发展模式，届时很难选到合适的备件予以更换。变流器和大部分控制系统为国外产品，质保期过后，国外公司为我国用户保留备品备件的可能性很小，除非支付高额费用。另外，电力电子元器件更新换代很快，如果电路或者板卡损坏，很可能需要完全替换原来的系统，而为此所需的接口条件、信号类型、数据格式、控制算法等可能已无据可查。因此，可能出现数年后数目众多的风力发电机组无备件更换而较长时间停机待修。 

    为此，在风电场的规划和建设中，应充分考虑备品备件的解决方案和费用，敦促业主与风力发电机组制造商（总机商与部件商）达成备品备件供货协议，其中包括具体的实施方案。在风力发电机组以及其他所有的设备交货验收时，风电场业主应记录保存详细的设备清单（最好能到关键元件和零件级）和控制系统、监测系统的接口条件、信号类型、数据格式等参数，并且建立数字化的设备管理数据库，以便于数据的长期保留和经验的积累。

五、专业技术队伍 

    在风电产业链各个环节中，专业技术人才的缺乏是最突出的"瓶颈"。由于长期以来我国未开展系统、规模的风电人才培养，面对快速的风电发展，出现"捉襟见肘"的专业人才短缺局面，主要体现在以下一些问题： 

    1.生产一线技工。风电为多学科交叉的高技术领域，特、精、专、优既是风电的特色也是对产品的要求。一线的产业工人是产品的制造者，是最优设计的实现者。高品质的产品要靠一大批能工巧匠来打造。由于教育体制、政策导向和文化传统的影响，我国长期以来不重视技工的培养，高等教育不强调技能和动手能力的培养，这样的发展模式很难持续保持保证产品质量。 

    2.工程师。从风电场规划、部件制造、整机制造、布线接网到电网管理，需要大量的专业工程师。他们需对一线产业工人提供技术指导，解决出现的实际问题，控制产品质量，能够设计部件或者电路，或对风电场进行技术指导和管理。工程师是能够解决本专业实际问题的技术专家，只有在较好地掌握风电技术的基础上，才能胜任这些工作。专业工程师是保证风电健康发展的中坚力量，我国这里人才严重缺乏，以致于制约了产业发展。 

    3.设计师。设计师分为风力发电机组整机、部件的骨干设计师、风电场高级规划师、技术主管、基础技术研究者、具有独立设计能力的高端技术人员。他们需要深入、系统地掌握风力发电技术，具有实际工作经验，掌握相关领域的关键技术，能够对现有机型进行改进、改型设计，能够根据技术发展和市场需求，进行新机型自主研发和设计，具有技术创新和实战能力。我国宜加大力度，通过"学习、实践、再学习、再实践"的模式，由企业和高校联合，培养一批能胜任自主设计的高端人才。 

    4.技术高管。技术高管分为政府主管部门的管理者、风电企业领导、高级主管、总设计师、总工程师和高级研究人员。这类人才参与风电产业发展方向，制定发展规划和政策，需要较系统地理解风力发电技术基础知识，了解相关技术关键，了解风力发电技术的发展现状和技术前沿，能够组织开展整机或部件的设计和制造、风电场的规划和建设，能够正确制定发展规划，具有国际视野和领导国际合作的能力。（未完待续）

本期关键词：变桨距风力发电机组 

    变桨距风力发电机组是指整个叶片绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角在一定范围(一般0°~90°)内变化，以便调节输出功率不超过设计容许值。在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组受力小，可以保证机组运行安全可靠。变桨距叶片一般宽小，叶片轻，机头质量比失速型风力发电机组小，不需很大的刹车动力，启动性能好。在低空气密度地区仍可达到额定功率，在额定风速之后，输出功率可保持相对稳定，保证较高发电量。但由于增加了一套变桨距机构，增加了故障发生机率，而且处理变桨距机构叶片轴承故障难度大。变桨距风力发电机组比较适于在高原空气密度低的地区运行，可避免当失速机安装角确定后，有可能夏季发电量低，而冬季发电量又超发的问题。变桨距风力发电也适合于在额定风速以上风速较大的地区使用，今后发展趋势是：大型风力发电机组将会普遍采用变桨距技术。（国家能源局能源节约和科技装备司供稿）

    摘自《自动化博览》2010年第十二期