目前，中國(guó)風(fēng)電行業(yè)整機(jī)生產(chǎn)廠家眾多，競(jìng)爭(zhēng)激烈。生產(chǎn)廠家為了迎合業(yè)主、滿足低風(fēng)速地區(qū)的風(fēng)電開發(fā)需求，不斷推出長(zhǎng)葉片機(jī)型，有的生產(chǎn)廠家為了增加銷量和滿足風(fēng)電企業(yè)的機(jī)組利用小時(shí)數(shù)需求，還推出了加長(zhǎng)葉片的老機(jī)型改造。但如不顧及風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況條件、機(jī)組及部件壽命、故障率和遠(yuǎn)期維護(hù)成本等因素，而片面地增加葉片長(zhǎng)度，必將事與愿違，影響企業(yè)的長(zhǎng)期收益，甚至危及行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
　　我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪直徑不斷增大
　　根據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 2008年以前，風(fēng)輪直徑在 70m以下的 1.5MW型機(jī)組的裝機(jī)量一直處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。在 2014年、 2015年安裝和投運(yùn)的機(jī)組中，風(fēng)輪直徑在 93m及以上的 1.5MW機(jī)組已經(jīng)占絕大多數(shù)；風(fēng)輪直徑 82m以下的 2MW風(fēng)電機(jī)組在 2009年以前的新增裝機(jī)容量一直保持高速增長(zhǎng) ,而在 2013年、 2014年、 2015年風(fēng)輪直徑為 100m、105m、108m、110m、114m、115m、116m、 118m、120m、121m的 2MW機(jī)組陸續(xù)問世，并相繼成為主流機(jī)型。
　　1.5MW和 2MW機(jī)組風(fēng)輪直徑的不斷增加以及風(fēng)電市場(chǎng)對(duì)其的反應(yīng)，主要源自于我國(guó)對(duì)低風(fēng)速風(fēng)區(qū)開發(fā)的重視程度有所增加。大風(fēng)輪直徑的機(jī)組往往被廠商定義為“低風(fēng)速型”、“弱風(fēng)速型”風(fēng)電機(jī)組。我國(guó)風(fēng)電招投標(biāo)體制，由于一般以千瓦功率為單位進(jìn)行價(jià)格的對(duì)比，在短期內(nèi)使葉片長(zhǎng)度更長(zhǎng)、風(fēng)輪直徑更大的產(chǎn)品受到市場(chǎng)青睞。而一些國(guó)際一流廠家則是在葉輪直徑不變的情況下，不惜降低單位千瓦的掃風(fēng)面積，千方百計(jì)地提高機(jī)組容量。例如： Vestas的 V164從最初的 7MW提高到了 8MW；Siemens直驅(qū) SWT154則從最初的 6MW提高到了 7MW，在相似的運(yùn)營(yíng)成本條件下， SWT-7.0-154機(jī)組發(fā)電量比其前代產(chǎn)品 SWT-6.0-154提高了 10%。
　　從我國(guó) 1.5MW和 2MW機(jī)組風(fēng)輪直徑不斷增加趨勢(shì)可以很明顯地看出，葉輪直徑的增加，與機(jī)組的生產(chǎn)年份、我國(guó)的國(guó)情及消費(fèi)者的偏好有著直接的關(guān)系；從趨勢(shì)中解讀出來與機(jī)組所處風(fēng)況條件的關(guān)系來看，我國(guó)在 2008年以后，所建的風(fēng)電場(chǎng)絕大多數(shù)都應(yīng)屬于“弱風(fēng)速型”風(fēng)電場(chǎng)，事實(shí)果真是這樣的嗎？是否有在本屬于Ⅰ、Ⅱ類風(fēng)區(qū)的機(jī)位或風(fēng)電場(chǎng)安裝“弱風(fēng)速型”機(jī)組的問題？因此，葉輪直徑增加可能帶來的隱患和弊端值得引起同行們的重視與思考。
　　風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)
　　一、風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)周期
　　風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)流程大致需經(jīng)過：概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、載荷計(jì)算、部件分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、廠內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。實(shí)際整個(gè)設(shè)計(jì)階段是一個(gè)不斷的循環(huán)過程，通常需要三到五次循環(huán)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后，需要將機(jī)組更為準(zhǔn)確的參數(shù)用于載荷計(jì)算和控制器的設(shè)計(jì)，在新的載荷出來后又需要對(duì)初步設(shè)計(jì)的部件進(jìn)行更新，也許原來設(shè)計(jì)不能滿足要求，就需要對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行載荷計(jì)算和控制器的設(shè)計(jì)，以進(jìn)入下一流程。因此，在機(jī)組進(jìn)行批量生產(chǎn)之前，往往需要較長(zhǎng)時(shí)間的樣機(jī)試驗(yàn)，然后才批量投入市場(chǎng)。
　　對(duì)風(fēng)電機(jī)組來說，一種新的機(jī)型，在短期內(nèi)投運(yùn)良好，還不能證明其開發(fā)成功、性能優(yōu)異，可以大批量地投入生產(chǎn)。由于自然條件下風(fēng)的變化性，風(fēng)電機(jī)組的受力情況具有很強(qiáng)的交變性，實(shí)際運(yùn)行工況極其復(fù)雜、多變，僅依靠軟件模擬和廠內(nèi)試驗(yàn)是難以準(zhǔn)確、全面地對(duì)機(jī)組性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。再者，在廠內(nèi)試驗(yàn)不能安裝葉片，許多因變槳和葉片而產(chǎn)生的問題，廠內(nèi)試驗(yàn)是根本沒辦法發(fā)現(xiàn)的。因此，需要通過在風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際樣機(jī)試運(yùn)行，在實(shí)際的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行過程中，對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行仔細(xì)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，不斷地改進(jìn)和完善，經(jīng)過各種風(fēng)況和充分的風(fēng)電場(chǎng)驗(yàn)證，等待產(chǎn)品成熟后，再投入批量生產(chǎn)。也只有這樣，才能向市場(chǎng)推出合格、經(jīng)得起長(zhǎng)期風(fēng)電場(chǎng)檢驗(yàn)的機(jī)型。依據(jù)國(guó)外風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從概念設(shè)計(jì)到投入批量生產(chǎn)所需要的時(shí)間大約為 7年。
　　然而，從我國(guó)風(fēng)電行業(yè) 1.5MW和 2MW的“低風(fēng)速型”、“弱風(fēng)速型”機(jī)組的研發(fā)到批量生產(chǎn)的時(shí)間來看，其設(shè)計(jì)周期普遍偏短，有的機(jī)型在沒有經(jīng)過樣機(jī)投運(yùn)的情況下，就投入了大批量生產(chǎn)。這樣，機(jī)組的重要部件可能經(jīng)不起長(zhǎng)期風(fēng)電場(chǎng)實(shí)踐的檢驗(yàn)，由此帶來的風(fēng)險(xiǎn)很大。
　　二、風(fēng)電機(jī)組與其他發(fā)電設(shè)備在研發(fā)與運(yùn)行上的區(qū)別
　　風(fēng)電機(jī)組容易受到疲勞載荷的嚴(yán)重影響。在 600kW機(jī)組中，風(fēng)輪在 20年的壽命期內(nèi)會(huì)旋轉(zhuǎn) 2×108次。每旋轉(zhuǎn)一周，在低速軸上的受力與作用在葉片上的重力均會(huì)出現(xiàn)周期性變化。同時(shí)，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面上，會(huì)因風(fēng)剪切力、偏航誤差、軸傾斜、塔架陰影和湍流等效應(yīng)產(chǎn)生循環(huán)變化的載荷。因此，許多風(fēng)電機(jī)組部件的設(shè)計(jì)都取決于疲勞載荷而不是極限載荷。