单机50MW风力发电项目可行性研究报告(5)

来源：网络收集时间：2026-09-11

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我国风力发电技术更是存在单机容量小、制造成本高、运营商亏损、安装和维修不便、依赖国外技术等问题。

我公司自主研制成功的垂直轴风电设备攻克了当前风力发电机组存在的技术瓶颈。该机组单机容量10-100兆瓦，年发电时间5000小时以上，发电成本在0.3元/kWh以下。该项技术有多项专利分别获得国家授权或进入实质性审查阶段，并已申报国际专利。

本期工程根据该风力发电场的风资源条件、地形特点并结合我公司的技术条件，拟安装单机容量较大的风力发电机组。

该机组与其他机型的比较结果见表5.1。

表5.1 风电场风机选型比较结果表

机型序号项目单位水平轴1.5MW 风场总装机容量台数购机费用风场总投资年等效满负荷利用小时数年上网电量电价年收入经营期度电成本投资回收期 MW 台万元亿元小时亿KWh 元/KWh 万元元/KWh 年 49.5 33 722 4.5 2500 12375 水平轴3MW 48 16 2210 5 2500 12000 我公司50MW机型 50 1 63100 7.686 5000 25000 1 2 3 4. 4 5 6 7 8 9 0.61（内蒙古乌兰察布市标杆上网电价） 6311.25 0.30 12 6120 0.35 19 12750 0.175 7 16

为了便于比较，按风电场总装机容量设计为50MW进行计算，水平轴设备的购机费用参照《华锐风电首次公开发行A股股票说明书（申报稿）》中产品销售价格情况。

根据业主的意向和对风资源利用率考虑，安装50MW机型的风力发电机组对风资源利用率最高，另外，从用地面积上来看，当前主流机型1.5MW的水平轴风力发电设备安装33台机组用地面积约为37平方公里，而在同等面积的土地上，可完成15台50MW机型的安装，总装机容量可达750MW。

表5.2 50MW机组的主要特性及参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 内容制造厂家机组类型额定功率切入风速额定风速泄风风速发电机额定电压电网频率逆变器风轮高度总高度单位 MW m/s m/s m/s V Hz m m 规格山东中泰新能源集团有限公司特大型垂直轴阻力型 50 3 8 25 半直驱式永磁同步风力发电机 690 50 IGBT逆变器 120 160 5.2 风力发电机组安装位置

兴和县五股泉风电场为起伏加大的丘陵场地，为了获得较大的发电

量，风机主要根据场地处的实际地形选择安装位置，拐点坐标为A：E113°39’48”, N41°14’30” ; B：E 113°39’49”, N41°14’28” ;C：E113°39’50”, N41°14’31” ; D：E113°39’51”, N41°14’29”。 5.3 发电量估算

本工程拟安装1台50MW的风力发电机组，年等效满负荷利用小时数为6000小时，年发电量为3亿kwh。

第六章电气部分

6.1供电设备配置

根据预选的50MW风力发电机组的特性，选择使用半直驱式永磁同步风力发电机组，其最大发电功率不超过额定容量的10%，功率因数为-0.95-+0.95。

系统的整流和逆变过程使用国内生产的PowerWinvert TM系列产品，该产品已实现了功率从600KW到5MW的定型，已是成熟技术。

当半直驱式永磁同步发电机组全部或部分投入运行状态时，发出频率为30～50Hz、电压为690V的三相交流电输入PWM-A/D，由PWM-A/D实现发电机侧的AC/DC稳压及升压变换，PWM-A/D整流系统由各自的PWM变流单元组成，采用多重化PWM技术，实现多台PWM的并联，优化了波形。再由PWM-D/A逆变变流器变换成稳定电压和频率（f=50Hz）的三相交流电经变压器升压后输送到电网。 6.2 控制及多机发电系统

控制系统从风力机所配置的所有传感器提取信息，这些信息包括发电机主轴的转速信号（由旋转编码器获得）、整机的运行平稳程度（由机身上的震动传感器获得）、各主要运动和承力部件的温度信号（由温度传感器获得）、各发电机组的运行时间（通过监视控制该发电机运行部件的标志位的运行时间获得）；控制系统应能检测像超负荷、超转速、过热等失常现象，并能随即采取相应措施。

随风速变化控制多台发电机的运行是较为关键的控制过程之一。在

这一控制过程中，完成的控制目标有两个：一是在转速增大时逐台增加发电机的运行数量；二是控制系统中发电机组运行时间，防止某台机组单独运行时间过长。为达到这一目标，PLC将首先根据从编码器获得的转速信号（此信号对应中心齿轮的转速）判断投入运行的发电机台数或是否有发电机投入运行。当某台发电机组运行的时间到达系统的设定值时，机组投入运行的逻辑顺序将发生改变。运行时间最长的机组将其逻辑顺序排位最后，如此循环。如果中心齿轮的速度高于系统（设定）的上限速度，制动系统将工作，将中心齿轮的转速钳制在系统要求的速度以内。

6.3防雷保护及接地

特大型垂直轴风力发电机组风轮主轴的顶部轴承组上面设置避雷针，并通过钢质外壳。在风力发电机组周围应设置以垂直接地极为主的环型接地网。风力发电机组接地网的接地电阻不大于 4?。 6.4 风机监控系统

风电场整个机组配置一套监控系统，系统分为中央监控和机组就地监控单元，中央监控可在风电场控制室对各台发电机进行集中控制，也可远方（风电公司）等地方通过电话网络对风电场风力发电机组进行遥测、遥信。 6.5电力系统部分 6.5.1地区电网现状

乌兰察布电网位于内蒙古西部地区电网中段，是蒙西电网的重要组

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