挑战“LCOE”极限 —— 威能极三级行星齿轮箱

　　人类文明的发展，迫切需要更多能源的驱动。在世界能源需求不断增长的背景下，高效、环保的风电作为重要的可再生资源，受到了全球各国的广泛重视。根据最新的权威报告显示，未来十年里，全球风电装机量年平均增长率约为5%。

　　风电产业在不断扩容的同时，也对风电增效提出了越来越高的要求，代表能耗与可靠性的关键指标——“风机LCOE(度电成本)”记录一次次被刷新。

　　作为值得信赖的高可靠性风力发电机组传动系统部件和服务的领导者，威能极涉足风电40年来，秉持“可靠-源自专业”的企业精神，通过与客户和供应商的紧密合作，威能极一直致力于环境友好的可再生能源事业。结合领先产品和服务，为风电行业提供创新、可靠的解决方案以降低LCOE。

　　1. 在国家宏观政策驱动下，低风速风场需求增长。在低速风场，风机需要配备更大的直径的叶片，来捕获更多的风功率，但是限于环保噪声控制要求，叶轮转速不得不大幅降低以降低叶尖噪音，被迫采用额定转速略低（6极电机）但是成本较高的发电机解决方案，迫切需要降本增效。

　　2. 当前的半直驱驱动方案，其齿轮箱最高速比在41左右，严重阻碍了风机发电机成本的降低，因此对提升齿轮箱速比有强烈需求。

　　3. 传统齿轮箱结构造成风机的机舱体积庞大，陆上大兆瓦风机若采用传统齿轮箱结构，风机机舱宽度将远超公路限制标准，最终使得风机的运输成本大幅上升，齿轮箱和风机机舱小型化设计势在必行。

　　在风电场景，风机齿轮箱效率与可靠性，是实现风机最优LCOE指标的关键。威能极是风机齿轮箱世界顶级品牌，专注于风机齿轮箱解决方案，客户为国内外著名的风机生产商，迄今为止全球已供货超160GW，占全球1/3的风电齿轮箱市场份额，其中海上风电齿轮箱更占全球超过50%的市场份额。在多年保持全球总装机量第一的同时，威能极在技术创新和质量稳定上也一直保持行业的领先地位。

　　三级行星齿轮箱解决方案是威能极洞察市场需求，针对技术革新推出的全新一代齿轮箱解决方案，给风电领域未来最优LCOE记录创造了无限可能。

　　基于对行业需求的洞察，立足于深耕行业的积淀，威能极面向风电传动领域，推出了全新的三级行星传动齿轮箱解决方案。相比行业同类产品，齿轮箱速比能提升约35%，体积降低10~20%， 整体功率密度提高约15%。整体性能独家领先，并取得了相关技术专利。

　　大直径叶片风机传统方案采用“两级行星+一级平行轴”的增速齿轮箱，配6极发电机；威能极三级行星齿轮箱采用了“三级行星+一级平行轴”的结构，增加齿轮箱级数并降低单级速比，实现综合速比的大幅增加，在速比为200时，同样的8.5rpm输入转速条件下，发电机可以获得的输入转速为1700rpm，此时可以采用价格较低的4极电机来降低发电机成本，最终使得风机整体成本降低。

　　滑动轴承是在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，可以大大减小摩擦损失和表面磨损。与滚动轴承相比，滑动轴承没有运动的滚子带来的冲击振动，所以相比之下，滑动轴承拥有更好的减振性能。滑动轴承技术在带来可靠性提高的同时还可以让齿轮箱的设计更加紧凑。

　　滑动轴承技术使得三级行星齿轮箱体积缩小成为可能，其可以有效降低齿轮箱的最大外圆直径，以6MW陆上风机为例，采用三级行星结构的齿轮箱，其齿轮箱齿圈外径与传统两级行星的4MW齿轮箱尺寸相当，在适当的机舱设计条件下，降低了整体机舱的公路运输技术难度和物流成本，即便对运输限制相对较小的海上大兆瓦风机，也有相当意义。

　　3.2MW高风速风场切换到低风速风场， 在2009年IEC I类风场风况下，叶片直径大约100m，叶轮转速可以达到15rpm；到了2019年，在低风速风场风况下，为了获得更大的扫风功率，叶片直径已增大到了165m，受叶尖速极限的限制，在叶片增大的同时，叶轮转速也随之降低至9.3rpm， 为了能使用成本相对较低的1750rpm额定转速电机，要求将齿轮箱速比随之增加到188，此时两级行星传动齿轮箱已经无法满足速比要求，而三级行星齿轮箱可以轻易达到该速比要求。

　　事实上，无论是高速风机或者是半直驱风机，在采用三级行星齿轮箱解决方案以后，都可以显著缩小齿轮箱体积，同时大幅提升齿轮箱的增速比，进而提升发电机的输入转速，降低发电机的成本，从而最终降低整体风机的综合成本。

　　2018年德国汉堡风能展上，小体积、大速比的威能极三级行星传动齿轮箱引发轰动，目前已经有多家知名国际客户与威能极签署了战略合作协议，选用威能极三级行星齿轮箱作为新一代风机布置方案的标配齿轮箱产品。未来，随着大量装备采用该三级行星解决方案增速齿轮箱的风机推向市场，新一轮风机传动链技术变革的号角声也已经隐隐响起。