我国风力发电现状及发展趋势
我国海上风力发电发展现状和趋势

我国海上风力发电发展现状和趋势海上风力发电,作为可再生能源的重要组成部分,近年来在全球范围内经历了快速发展。
我国作为世界最大的能源消费国,对海上风力发电的发展非常重视。
下面将从现状和趋势两个方面进行分析。
一、现状目前,我国海上风力发电尚处于起步阶段,但取得了一定的进展。
截至2024年,我国已经建成并运行的海上风电装机容量达到10.9GW,位居世界第三、同时,还有一大批项目正在建设和规划之中,预计到2024年底,我国的海上风电装机容量将达到30GW左右。
我国海上风力发电主要集中在东海、南海和黄海等地区。
其中,浙江舟山群岛风电示范区、广东陈家、湛江、深圳等地和江苏南通、上海和辽宁的三沙项目等都具备一定的推广和示范作用。
同时,在福建、山东、天津、黑龙江和辽宁等地也有一些项目正在规划和建设之中。
二、趋势1.政策支持:国家对于海上风力发电的政策支持力度逐渐加大。
2024年,国家发改委发布了《关于加快推进风电发展的指导意见》,明确提出要大力发展海上风电。
此外,国家还加大了对海上风电技术研究和示范项目的支持力度。
2.技术进步:海上风力发电技术不断成熟和改进,风机容量逐渐增大,综合利用率也在提高。
同时,我国在自主研发和生产风机装备方面取得了巨大的成就,逐渐摆脱对进口设备的依赖。
4.国际合作:随着我国海上风力发电技术的不断成熟和发展,我国开始积极参与国际海洋能源合作,与德国、丹麦、英国等国家开展技术合作和项目合作,进一步推动我国海上风力发电的发展。
5.资金支持:近年来,我国海上风力发电项目的融资环境逐渐优化,各类融资渠道得到拓宽,海上风电项目的投资成本也在降低,吸引了更多的投资者的关注和参与。
总之,我国海上风力发电发展正处于快速发展期,未来仍然具有很大的潜力和空间。
然而,也需要注意到一些挑战和问题,比如技术成熟度、环境保护、海域规划等方面的挑战。
未来,随着技术的不断进步和政策的支持,我国的海上风力发电必将迎来更加广阔的发展前景。
风力发电现状与发展趋势分析

水电工程Һ㊀风力发电现状与发展趋势分析聂㊀政摘㊀要:风力发电作为一种清洁的发电方式,在我国已经得以广泛的运用㊂相比于传统的火力放电的方式,风力发电能够节省更多的能源,且投入的成本较低,适用性较强,在我国许多地区都可以运用㊂文章对风电新能源发展与并网技术进行了深入的研究与分析,并提出了一些合理的措施,旨在提高风电新能源的使用质量,更好地结合并网技术,对风电发展中出现的问题进行解决,促进我国风电技术的发展与前进㊂关键词:风力发电;新能源;并网技术;可持续发展一㊁风电新能源的基本特点概述风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的㊁可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设㊂从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右㊂我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW㊂风能是一种具有代表性的无公害㊁可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市㊁草原牧区㊁山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源㊂我国对风电建设也给予了高度的关注,国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设,取得了很好的效果,目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场,对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用㊂二㊁风力发电并网技术分析(一)同步风电机组并网技术同步风电机组,即是同步电机与风电机组结合产生的,在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率,并且还能有效地确保电能质量,因此在我国风电系统中应用越来越广泛㊂目前,我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法㊂一般来说,风速波动较大会导致转子转矩发生波动,无法满足机组并网调速精度㊂在融合同步发电机㊁风力发电机以后,如果未对以上问题进行充分考虑,尤其是在较大荷载条件下,电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象㊂以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响,随着变频器装置广泛的运用,该问题得到了有效解决㊂(二)异步风电机组并网技术异步风电机组,即是异步发电机与风电机组结合产生的㊂异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可,它对精度的要求并不高㊂另外,异步风力发电机的控制装置并不复杂,且能可靠㊁安全地运行㊂不过,异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题,如在并网之后极易出现比较大的冲击电流,造成风电机组电气安全隐患㊂还有磁路饱和现象,会导致励磁电流增加使系统功率降低㊂故应对异步风电机组加强运行监督,做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性㊂针对调速精度,异步风电机组对其并未提出较高的要求,只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可,不需要进行整步操作与同步设备㊂但异步风电机组并网较为复杂,需要解决较多问题㊂如果异步风电机组直接进行并网,则极易产生极大的冲击电流,降低电压,严重影响电力系统的正常运行㊂故电场运行部门要做好监督工作,制订有效预防措施,以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性㊂三㊁解决运维问题的举措和方法(一)运用全寿命周期管理理念,构建合理的运维模式体系我国风电场装机的容量不断扩大,运行风电机组的数量逐年增加,风电场的运行已经进入规模化的发展阶段,全寿命周期的投资理念已经逐渐被业内接受,不仅要选好设备,更要用好设备,风电设备运维管理状况成为当下行业关注的重点㊂学习国外先进的管理经验,基于大数据和云计算,采用系统诊断㊁风险评估㊁可靠性分析㊁寿命管理㊁预知性维修㊁整体解决等风电运维策略,加强设备管理与技术提升㊁优化工作环境与资源配置㊁构建合理运维模式与体系,改变 头痛医头,脚痛医脚 的落后管理方式,从被动式运维向主动式运维㊁智慧运维转变,做到有计划的 预防式 保障服务,既有 急诊式 维修又要做 体检式 预防㊂运维管理是风电场工作中的一项重要任务,不仅是提升设备利用率,提高设备安全性㊁稳定运行,降低各种能耗的前提,而且还是风电场获得更多经济效益的保障.(二)运用新技术提高运维工作效率和有效监管风电场事故不仅与整机质量有关,而且与企业的管理体制㊁风电场管理与运维人员的规范操作有着密不可分的关系㊂风电场维护检修人员的安全意识㊁技术水平和责任心,对保证风电机组正常运行及风电机组的安全有着最为直接㊁关键的作用㊂作为风险较高的发电企业,实现安全生产,除了完善各项制度,更需在技术上加以提高㊂我国风电运行阶段的监测手段主要集中于电气设备,对一些风电的主要部件,特别是关系到风电设备寿命㊁运行隐患的关键部件如发电机主轴㊁轴承㊁齿轮箱㊁叶片等缺乏有效的㊁系统的状态监测,导致运行阶段对风电设备的了解始终处于被动和局限的状态,无法跟踪故障的发展趋势,不能预先发现并提前排除故障隐患㊂运维工作主要是依靠相关人员的责任意识和专业水平及时发现隐患并加以排除㊂然而,对设备的定期巡检要1 2个月才进行一次,有限的运维人员,恶劣的气候条件㊁高空场地条件㊁人员技术水平㊁工具状况以及人员身体状况等各种因素的存在,使得风力发电设备常常处于亚健康状态运行,无法保障全生命周期效益最大化㊂四㊁结语综上所述,为了更好地推动我国风电新能源的发展,需要对其并网技术进行深入的研究,从多个角度㊁多个层面不断完善并网技术,提高风电系统的稳定性㊁可靠性㊁安全性,为我国发电行业做出更大的贡献,确保我国电能产业可持续发展㊂参考文献:[1]汪成国.关于风电新能源发展与并网技术的探析[J].中国战略新兴产业(理论版),2019(14):1.[2]邹璐.风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究[J].无线互联科技,2019(17):130-131.[3]马春兰.风电新能源及其并网技术的发展现状探究[J].湖南水利水电,2019(2):65-66.作者简介:聂政,新疆龙源风力发电有限公司㊂702。
我国风力发电现状及其技术发展

我国风力发电现状及其技术发展
一、我国风力发电的现状
我国风力发电是使用大气中变化的风能来发电的一种新型可再生能源。
我国风力发电的发展取得了显著的成效。
截止2024年底,全国风电装机
容量已经达到157.2GW,占我国总装机容量的5.63%,其中,大型风电机
组装机容量达到125.7GW,小型风力发电机组装机容量达到31.5GW。
截止2024年底,我国的风力发电发电量已经达到180亿千瓦时,占
全国发电量的2.59%,其中大型风力发电发电量达到146亿千瓦时,小型
风力发电发电量达到34亿千瓦时。
2024年至2024年,我国风力发电发
电量增长了近6.7%,大型风力发电发电量增长了4.7%,小型风力发电发
电量增长了23.4%。
随着发电量的增加,风力发电对新能源的贡献率不断提高,2024年
新增装机容量中风力发电比例达到39.5%,新增发电量中风力发电比例达
到31.7%,成为可再生能源发电新增装机容量和发电量的主力。
二、我国风力发电技术发展
(一)推动大型风机发展
我国大型风力发电的发展趋势主要表现在两个方面:一是大型风机发
展趋势,二是风电项目科学规划的发展趋势。
我国当前风能发展现状及未来趋势分析

我国当前风能发展现状及未来趋势分析近年来,我国的风能发展取得了长足的进展。
随着全球对可再生能源需求的不断增长,风能作为一种清洁、可再生、可持续的能源形式,逐渐成为我国能源结构转型的重要组成部分。
本文将对我国当前风能发展的现状进行分析,并展望其未来的趋势。
一、我国当前风能发展现状1. 发展规模壮大:我国是世界上风电装机容量最大的国家。
截至2020年底,我国的风电装机容量达到了280GW,是全球风电装机容量的近40%。
其中,陆上风电装机容量占比较大,但近年来海上风电发展迅速,已成为风能发展的重要方向。
2. 技术水平提升:我国在风能技术领域的投入不断增加,取得了显著成果。
在风力发电技术方面,我国已经掌握了多种关键技术,例如可调桨叶、直驱发电机组等。
此外,我国还在海上风电技术方面进行了大量研发工作,取得了一系列突破,填补了多项技术空白。
3. 政策支持措施:我国政府积极推动风能发展,制定了一系列支持政策。
包括国家发展改革委、能源局等相关部门发布的风电发展规划和政策文件,以及对风电行业的财税支持、上网电价补贴等。
这些政策的出台,为风能产业的健康发展提供了良好的环境。
二、未来发展趋势1. 规模进一步扩大:未来,我国的风电装机容量还将进一步扩大。
根据《能源发展“十四五”规划纲要》的目标,到2025年,我国风电的装机容量将超过400GW。
随着进一步的技术升级和成本降低,海上风电将成为重点发展方向,预计到2025年,海上风电装机容量将达到20GW以上。
2. 技术创新提速:我国将继续加大在风能技术研发方面的投入,推动技术创新和突破。
特别是在风电装备制造、运维维护、智能化控制等方面,将加强研究和开发工作,提高风能的利用效率和可靠性。
同时,新能源与大数据、人工智能等技术的结合也将为风能发展带来新的机遇。
3. 多能源协同发展:未来的能源发展将强调多能源协同发展和综合利用。
风能作为清洁能源的代表,将与其他可再生能源形式如太阳能、水能等进行协同发展。
浅谈风力发电的现状及前景

浅谈风力发电的现状及前景1. 引言1.1 介绍风力发电的背景意义1. 可再生能源:风力发电是一种可再生能源,通过利用风能来产生电力,可以有效地减少对有限资源的消耗,实现能源可持续利用。
2. 环保节能:风力发电不会产生二氧化碳等温室气体和污染物,是一种清洁、环保的能源形式,有助于改善空气质量,减少能源消耗。
3. 节约资源:利用风力发电可以减少对煤炭、天然气等非可再生能源的需求,有助于保护地球资源,降低能源的开采和开发成本。
4. 促进经济发展:发展风力发电产业可以刺激相关技术的进步和创新,带动就业增长,提高国家的能源安全和经济竞争力。
1.2 概述本文要讨论的内容本文主要讨论风力发电的现状及前景。
首先将介绍风力发电的发展历史,探讨其技术原理,并分析当前面临的主要问题。
随后将展望风力发电的未来发展前景,并探讨其在可再生能源中的地位。
最后对风力发电的现状进行总结,展望未来,并得出结论。
通过全面分析和探讨,可以更好地了解风力发电在能源领域中的地位和作用,为推动可持续发展提供参考。
2. 正文2.1 风力发电的发展历史风力发电的发展历史可以追溯到古代的帆船和风车。
帆船利用风力推动船只航行,风车则利用风力磨谷物或提水灌溉农田。
在18世纪末至19世纪初,随着工业革命的兴起,风力发电开始被用于发电。
最早的风力发电机是由丹麦物理学家和发明家皮特·鲁格特发明的,他于1891年建造了世界上第一个风力发电机。
20世纪初,风力发电开始在欧洲和美国得到广泛应用。
随着技术的不断进步和对可再生能源的需求增加,风力发电逐渐成为一种重要的清洁能源。
在20世纪末和21世纪初,随着风力发电技术的成熟和成本的降低,风力发电迅速发展。
目前,全球各国都在加大对风力发电的投资和推广,特别是在欧洲、中国和美国等国家和地区。
随着技术的不断创新和发展,风力发电系统的效率和稳定性不断提高,成本不断降低,风力发电正在成为一种可持续发展的清洁能源,为人类应对气候变化和能源安全提供了重要的支持。
风力发电的发展状况与发展趋势

风力发电的发展状况与发展趋势标题:风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行探讨,以期更好地了解风力发电的现状和未来发展方向。
一、风力发电的发展状况1.1 风力发电的历史发展- 19世纪末,风力发电开始被应用于电力生产。
- 20世纪70年代,风力发电技术得到了较大的突破,开始进入商业化阶段。
- 近年来,风力发电的装机容量迅速增长,成为全球最重要的可再生能源之一。
1.2 风力发电的全球发展情况- 欧洲是风力发电的领先地区,德国、西班牙、丹麦等国家在风力发电技术和装机规模上处于世界前列。
- 亚洲地区,中国是全球最大的风力发电市场,占据了全球装机容量的近一半。
- 北美地区,美国和加拿大的风力发电产业也在快速发展,成为全球风力发电的重要力量。
1.3 风力发电的经济效益- 风力发电具有较低的运营成本和零排放的特点,可以有效降低能源成本和环境污染。
- 风力发电的投资回报周期较短,能够吸引更多的投资者参与。
- 风力发电产业的发展还能带动相关产业链的发展,促进经济增长。
二、风力发电的发展趋势2.1 技术创新与提升- 风力发电技术将继续提升,通过改进风力涡轮机的设计和材料,提高发电效率。
- 新兴技术如浮式风力发电和离岸风电将逐渐成为发展的趋势。
2.2 市场规模的扩大- 全球风力发电市场将继续扩大,特别是在新兴经济体和发展中国家的推动下。
- 风力发电将成为国际能源市场的重要组成部分。
2.3 能源转型的推动- 随着全球对于气候变化和环境保护的重视,风力发电将成为能源转型的重要选择。
- 政府的政策支持和补贴将进一步推动风力发电的发展。
三、风力发电的挑战与解决方案3.1 可再生能源的不稳定性- 风力发电受到天气条件的限制,存在不稳定性和间歇性的问题。
- 储能技术的发展和智能电网的建设将有助于解决这一问题。
3.2 环境影响与生态保护- 风力发电场对于鸟类迁徙和栖息地造成一定的影响,需要做好环境评估和保护工作。
风能在中国的发展现状及未来发展趋势

风能在中国的发展现状及未来发展趋势中国是世界上最大的风能发电国家,拥有丰富的风能资源。
近年来,中国政府积极推动风能产业的发展,取得了显著的成就。
本文将探讨中国风能的发展现状,并展望未来的发展趋势。
一、风能发展现状1. 现有装机容量截至2021年底,中国风能装机容量已达到300多吉瓦,位居全球首位。
特别是在东部地区,风能装机容量占比较高,如河北、内蒙古、吉林等地拥有大规模的风电场。
2. 政府支持政策中国政府出台了一系列支持风能发展的政策,包括补贴政策、电力购买政策以及优惠税收政策。
这些政策的实施,大大促进了风能产业的增长。
3. 技术进步中国在风能技术方面取得了长足的进步。
从最初的引进国外技术到如今的自主创新,中国已经成为风能设备制造和技术创新的领军国家。
同时,中国风力发电机组的装机容量也不断提升,风电机组的可靠性和效率得到了显著提高。
二、风能未来发展趋势1. 产业升级中国风能产业将朝着更加高效、环保的方向发展。
未来,风能设备的制造工艺将不断改进,技术水平将进一步提高,使得风电设备的效率和可靠性得到进一步增强。
同时,中国风能产业将继续进行自主创新,加强与国际合作,推动风能技术的发展。
2. 区域布局优化目前,中国风电资源的开发主要集中在东部地区。
未来,中国将进一步优化区域布局,加大对西部等资源丰富的地区的开发力度。
同时,通过智能电网建设和远程输电技术的应用,增加风电的供应稳定性,提高整体经济效益。
3. 储能技术应用随着可再生能源的快速发展,储能技术将成为风能发展的关键。
中国将加强对储能技术的研发与应用,提高电力系统的灵活性和可靠性。
这将使得风能发电在供应侧能源结构中占据更重要的地位。
4. 产业链完善中国风能产业链将进一步完善,从风电设备制造到运维服务,形成全产业链的发展格局。
同时,将加强与其他相关产业的协同发展,如风能与电力、能源储存等领域的融合,推动新能源综合利用。
5. 国际合作加强中国将进一步加强与国际合作,积极参与全球风能发展。
2024年风力发电行业发展趋势及分析

随着气候变化问题的日益突出以及对可再生能源的需求增加,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,在近年来得到了广泛关注和发展。
2024年,风力发电行业将继续保持迅猛发展的态势,以下是对其发展趋势及分析的详细讨论。
首先,风力发电技术的进步将继续推动行业的发展。
近年来,风力发电技术取得了显著的进展,特别是在风机设计、材料科学、智能控制等方面的创新,提高了风力发电机组的效率和可靠性。
预计在2024年,这些新技术将逐渐成熟并被广泛应用,从而进一步降低风电成本,并增加风力发电的竞争力。
其次,风电装机容量将继续保持稳步增长。
根据国际能源署(IEA)的预测,全球风力发电装机容量将在2024年达到600吉瓦以上。
这主要得益于新建风电场的建设和现有风电场的扩建,以满足不断增长的能源需求和减少对化石燃料的依赖。
特别是在中国、美国和欧洲等地区,风电装机容量的增长将获得显著推动。
再次,风力发电与其他新能源形式的综合利用将成为一个新的发展方向。
近年来,人们越来越意识到单一的能源形式无法满足日益增长的能源需求,因此提倡不同能源形式的综合利用。
风力发电作为一种可再生的能源形式,与太阳能、生物质能等其他新能源形式的综合利用,具有很大的潜力。
在2024年,我们将看到越来越多的新能源项目采用多能源供应方式,以实现更高效、可持续的能源利用。
最后,风力发电行业的政策和市场环境将继续发生变化。
随着对气候变化问题的日益关注,各国政府将继续推动可再生能源的发展,通过制定激励政策、提供资金支持等方式鼓励风力发电行业的发展。
此外,风力发电市场也将面临来自传统能源行业和其他可再生能源行业的竞争压力。
在这样的竞争环境下,风力发电企业需要通过技术创新和降低成本来提高竞争力,以应对日益激烈的市场竞争。
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我国风力发电现状及发展趋势摘要:随着环境和能源问题的日益严峻,可再生能源的开发,尤其是风力发电技术已被国家政府所重视。
本文概述了风力发电的基本现状,分析了风电在国内外的发展状况、主要面临的问题及其解决途径和发展前景。
关键词:风力发电;现状;发展趋势1.风力发电概述众所周知, 可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。
其中, 风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。
据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求[1]。
据中国气象科学研究院估算,在中国,10m 高度可开发的风能为10亿kW 以上(陆地2.5亿kW ,海上7.5亿kW )[2]。
在石油、天然气等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃烧导致大气污染、酸雨和温室效应加剧的现实面前, 风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一已受到广泛重视[3]。
2.风力发电原理风力发电机的分类2.1.风力发电原理力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。
风吹动风力机叶片旋转, 转速通常较低, 需要齿轮箱增速, 将高速转轴连接到发电机转子并带动发电机发电, 发电机输出端接一个升压变压器后连接到电网中。
典型的风力发电系统包括风力机(叶片、轮毅等部分)及其控制器、转轴、换流器、发电机及其控制器等。
风速、作为风力机及其控制器的输入信号, 风力机控制器将风速与参考值进行比较, 向风力机输出桨距角信号, 调整输出机械转矩T 和机械功率 。
转轴输出的机械功率输入到发电机中, 发电机的输出功率经过换流器输送到变压器中, 最终输送至电网。
风能的表达式为:321νρts E = (式1-1) 式中:s —单位时间内气流流过截面积(m 2)ρ—空气密度(kg/m 3)v —风速(m/s)其中ρ和v 随地理位置、海拔和地形等因素而变。
风力发电机的气动理论是由德国的贝兹(Betz)于1926年第一个建立的。
Betz假设风力发电机的风轮是理想的,即没有轮毂,具有无限多的叶片,气流通过风轮时没有阻力。
2.2 风力发电机分类风力发电机是把风能转换为电能的装置,鉴于风力发电机种类繁多,因此分类法也是多种。
按叶片数量分,单叶片,双叶片,三叶片,四叶片和多叶片;按主轴与地面的相对位置分,水平轴、垂直轴(立轴)式;按桨叶工作原理分,升力型、阻力型。
目前风力发电机三叶片水平轴类型居多。
2.2.1 水平轴风力发电机水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。
升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。
对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。
大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。
对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。
风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则成为下风向风机。
水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的再一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。
2.2.2 垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和被子做成的风轮,这是一种纯阻力装置;S型风车,具有部分升力,但主要还是阻力装置。
这些装置有较大的启动力矩,但尖速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。
2.3 风力发电机组2.3.1 恒速定桨距失速调节型风力发电机组恒速定桨距失速调节型风力发电机组结构简单、性能可靠。
其主要特点是:桨叶和轮毂的连接是固定的,其桨距角(叶片上某一点的弦线与转子平面见的夹角)固定不变,失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性(当风速高于额定值时,气流的攻角增大到失速条件,使桨叶的表面产生涡流,效率降低,以达到限制转速和输出功率的目的)。
其优点是调节简单可靠,控制系统可以大大简化,其缺点是叶片质量大,轮毂、塔架等部件受力增大。
2.3.2 恒速变桨距调节型风力发电机组恒速变桨距调节型风力发电机组中变桨矩是指安装在轮毂上的叶片,可以借助控制技术改变其桨距角的大小。
其优点是桨叶受力较小,桨叶可以做的比较轻巧。
由于桨距角可以随风速的大小而进行自动调节,因而能够尽可能多的捕获风能,多发电,又可以在高风速时段保持输出功率平稳,不致引起异步发电机的过载,还能在风速超过切出风速时通过顺桨(叶片的几何攻角趋于零升力的状态)防止对风力机的损坏,这是兆瓦级风力发电机的发展方向。
其缺点是结构比较复杂,故障率相对较高。
2.3.3 变速恒频风力发电机组变速恒频风力发电机组中变速恒频是指在风力发电的过程中,发电机的转速可以随风速而变化,然后通过适当的控制措施使其发出的电能变为与电网同频率的电能送入电力系统。
其优点:风力机可以最大限度的捕获风能,因而发电量较恒速恒频风力发电机大;较宽的转速运行范围,以适应因风速变化引起的风力机转速的变化;采用一定的控制策略可以灵活调节系统的有、无功功率;可抑制谐波,减少损耗,提高功率。
其主要问题是由于增加了交—直—交变换装置,大大增加了设备费用。
3 我国风力发电现状及存在的问题3.1 我国风力发电现状我国的几个风能丰富带主要分布在东南沿海地区、“三北”地区和内陆局部地区[4]。
三北地区包括东北三省、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省(自治区)。
这一风能丰富带可开发利用的风能储量约2亿kW,占全国可利用储量的80%。
另外,该地区风电场地形平坦,交通便利,是中国最大的连片风能资源区,有利于大规模开发风电场。
东南沿海受台湾海峡的影响,每当冷空气南下到达海峡时,由于峡管效应使风速增大。
冬春季的冷空气、夏秋的台风,都能影响到沿海及其岛屿,是中国风能最佳丰富区。
中国有海岸线约1 800 km,岛屿6000多个,是风能大有开发利用前景的地区。
除了上述两个风能丰富带之外,内陆的一些地区由于湖泊山川和特殊地形的影响,风能储量也较丰富[5]。
近年来,我国风电产业发展势头强劲。
2009 年中国新增风电装机容量为1380.3万kW,超越美国成为全球新增风电装机容量最多的国家。
2009年中国是全球累计风电装机容量仅次于美国的国家,累计风电装机2580.5万kW;2010年,全球每新安装3 台机组,就有1 台在中国,当年新增风电装机容量1892.8万kW,累计风电装机容量为4473.3万kW,超越美国成为全球新增和累计风电装机容量最多的国家[6]。
3.2 我国风力发电问题分析3.2.1 风能资源探测数据的准确性风作为一种气候要素,不仅具有日、月、年变化的特点,同时还具有年际变化的特征,一个地区少风年的风能有时是多风年的风能的一半[7]。
因此,要估算一个区域的风能潜力,如果仅凭某一年或几年的数据,其结果肯定是不可靠的[8]。
目前,我国风能资源评估主要利用离地10 m高的测风资料,但随着风机高度的逐步提高,由过去的几十米达到如今的百米以上,这一数据发生了很大的变化,10 m高的测风资料已经不能完全满足风电场的需求。
3.2.2 风电上网问题风电场的建设风风火火,但另一方面,不少建成的风电场却被闲置,利用率较低。
风电“发得出,送不出”的情况并非个别现象,粗略估算,全国有1/3的风电装机并网项目处于空转状态,造成巨额投资闲置。
制约风电发展的最主要瓶颈是上网问题。
国家在政策上要求电网企业无条件接纳风电入网,但实际上电网企业表现并不积极。
电网企业限制风电上网的一个重要原因认为风电不稳定,时有时无、时强时弱,对电网形成冲击。
风电的间歇性和不稳定性,而且在并入电网后会对电网造成一定的冲击,使电的品质下降,有人甚至将风电戏称为“垃圾电”。
为了使风电满足入网条件,使上网的电尽可能稳定,电网运营商需要在风机和电网之间加入调峰电源(调节电力负荷峰谷差的发电机组),建设500万kW的风电,理论上需1 000万kW 调峰电源调峰,而这无疑将增加企业的成本,企业积极性不高也就理所当然了。
“上网难”的根本原因还是风电缺乏规划、无序开发。
3.2.3 风电企业的不良竞争中国大力发展风电创造了巨大的市场需求,国内大批企业进驻风电行业。
在市场竞争初期,拿到更高的市场份额,将有利于遏制竞争对手,获得更大的市场利益。
为了迅速实现生产,很多风电企业到国外去买技术。
风力发电机虽是高科技产品,生产却很容易,买来图纸,和风电场签订供货合同后,把四处采购的配件装在一起,就成了一台台能够赚取利润的风力发电机。
大批企业买来图纸后,很短时间就开始大规模生产,并且签下巨额订单,这也导致目前一些国产兆瓦级风机已经出现问题,达不到标准,返修率很高。
由于没有掌握核心技术,当风机出现问题自己也无法进行维修,请外国专家来维修,又是一大笔巨额的维修费。
大批风机企业的大规模生产必然导致产能过剩,产能过剩就直接引发了风机行业的价格战[9]。
3.2.4 风机质量问题已投入运营的风机质量问题将在今后5 年凸显出来,对未来风力发电的发展带来困扰。
风力发电在最近几年发展过快,国外成熟市场中一台风机从研发、实验到实际进入市场开始发电需要5~10 年的时间。
而中国市场最近5 年风力发电市场的急速发展导致众多风机从研发到实际运行的时间缩短为1~3年。
风机在运行中的不稳定和研发时期的准备不足导致的一系列问题将在今后几年中暴露出来,成为风电发展的主要障碍。
4 我国风电发展趋势4.1 单机容量继续快速稳步上升现在,风电市场上销售的商业化机组容量一般为600~2500 kW,单机容量最大的风电机组是由德国Repower 公司生产的,容量为5 MW,预计2010 年将开发出10 MW的风电机组。
目前,国内只能生产750kW以下的风力发电机组,兆瓦级风电设备主要依赖进口。
值得可喜的是,由哈尔滨电站设备集团研发及生产制造,具有自主知识产权的1.2 MW级风力发电机已经制造成功。
此风力发电机是目前我国电机容量最大的风力发电机,标志着我国在该领域拥有了完全自主的知识产权,而且在一定程度上将摆脱大型风电机组依靠进口、依靠引进技术、跟随国外产品技术的发展模式[10]。
4.2 变桨距调节方式将迅速取代定桨距失速调节方式定桨距失速调节型风电机技术是利用桨叶翼型本身的失速特性,即风速高于额定风速时,气流的功角增大到失速条件,使桨叶表面产生涡流,降低效率,从而达到限制功率的目的。
其优点是调节可靠,控制简单,缺点是桨叶等主部件受力大,输出功率随风速的变化而变化。