风力发电发展前景

2022-06-28

第一篇:风力发电发展前景

我国风力发电的发展

在我国,发展风能具有很大现实意义,不仅是环保原因,我国确实具有巨大的风能资源。我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源非常丰富,既有陆地的、也有海上的。据中国气象科学研究院测算,我国东南沿海及其附近岛屿是风能资源非常丰富的地区,有效风能密度大于或等于 200W/m2的等值线平行于海岸线,沿海岛屿有效风能密度在 300W/m2以上,全年风速大于或等于 3m/s 的时数约为 7000~8000h,大于或等于 6m/s 的时数为 4000h。 新疆北部、内蒙古、甘肃北部是风能资源丰富地区,有效风能密度为 200~300W/m2,全年风速大于或等于 3m/s 的时数为 5000h 以上,全年风速大于或等于 6m/s 的时数为 3000h 以上, 黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好,有效风能

1.3.1 小型风力发电行业的现状

我国于 20 世纪 50 年代后期开始风力发电技术的研究工作,1957—1958 年在江苏、吉林、辽宁、新疆等地建造了一些功率在 10kW 以下、风轮直径在 10 米以下的小型风力发电装置,但由于受当时的技术经济条件限制,其后处于停滞状态。我国较大规模地开发和应用风力发电始于 20 世纪 70 年代。我国自主开发研制生产的小型风力发电机,解决了居住分散的农、牧、渔民的生产生活用电。20 世纪 80 年代初,我国把小型风力发电作为农村电气化的措施之一,供农村一家一户使用。特别是在内蒙古地区由于风自然资源丰富和当地群众的需求,并得到了政府的支持,小型风力发电机的研究和推广得到了长足的发展,对于解决边远地区居住分散的农牧民群众的生活用电和部分生产用电起了很大作用。我国目前生产的小型风力发电机按额定功率从100W 到 10kW 共十种。其主要技术特点是:2~3 个叶片,侧偏调速、上风向,配套高效永磁发电机,再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线。其中以户用微型机组技术最为成熟,有 50,100,150,200,300,500W 微型机组系列定型产品,并进行批量生产,不但满足了国内需求,还远销国外。

到 2006 年底,我国从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达到 78 家,其中:大专院校、科研院所 15 家,生产制造单位 38 家,配套件生产单位 25 家,目前我国小型风力发电机的年生产能力达 8 万台。从 1983—2006 年底,全国各生产厂家累计生产各种小型风力发电机组达 37.6 万余台,总容量为 6.52 万 kW,预计年发电量约

1.33 亿 kWh。所生产的小型风力发电机组,除满足国内用户需要外,还出口远销到 25 个国家和我国台湾、香港地区,累计出口各种小型风力发电机近 1.7万余台。我国小型风力发电机保有量、年产量、生产能力均列世界之首

自 20 世纪的最后两年以来,全世界风力发电的装机容量快速增长,特别是在欧洲,为了实现减排温室气体的目标,对风电执行较高收购电价的激励政策促进了风电技术和产业的发展,风电成本继续下降。由于海上风能资源比陆地丰富,海上风电场在欧洲已经从可行性示范进入商业化示范阶段。风电机组技术继续向着增大单机容量的方向发展,正在研制风轮直径超过 100m 的 5MW 机组,预计 2013 年,单机容量达到 15MW。1996 年至 2000 年世界上风电增长率 5 年平均达到 31%,2000 年末装机总容量为 1770 万 MW,2001 年末达到 2447 万 MW,一年增加 677 万 kW,增长率为32%,说明风电高增率趋势仍然继

续。2004 年全世界新增装机容量为 8000MW,2004年底全世界风电装机总容量为 47000MW,并作了 2020 年风电达到世界电力总量的12%的规划蓝图(即风力 12)。2005 年世界各国风电装机容量排在前十名的国家是德国、西班牙、美国、丹麦、印度、意大利、荷兰、英国、日本和中国。

世界上,在小型风力发电方面,中国和美国主要生产制造功率为 300W 到 3kW风力机,其中美国在 3kW 到 10kW 小型风力机上占明显优势。在欧洲,主要生产制造功率为 300W 到 100kW 风力发电机。到 2020 年,美国预计安装小型风力机容量为50000MW,可解决 10000 人就业。英国正在研制屋顶用小型风力发电机。世界各国的小型风力发电机正在努力向着:运动部件少、维护少、寿命长、采用新的电力电子技术和计算机技术等方向发展

我国的风力发电事业始于 20 世纪 50 年代,目前已经形成一定的规模。在大型风电方面,拥有 750kW 以下各类风力发电设备的制造能力,2006 年 1 月 28 日,首台兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电机及控制装置研制成功,填补国内空白。2006 年 1月 10 日,

1.2MW 永磁直驱风力发电机在哈尔滨试制成功,它是我国自主创新研制的容量最大的风力发电机。到 2005 年,全国 15 个省(自治区)已建风电场 62 座,累计运行风力发电机组 1864 台,总容量 126.6 万 kW。2010 年目标为总容量 500 万 kW,2020 年目标为总容量 3000 万 kW,2050 年预计达到 3-5 亿 kW 装机容量。但是,目前我国自行研制和开发大型风力发电机组的技术力量与国外相比相差很多,继续加大对风力发电技术研究的投入,实现关键技术的国产化是保证我国风电事业的持续稳定发展的当务之急。

设计了风力机电动变桨距系统方案,变桨距机构采用单片机控制,并搭建好电动变桨距风力机的试验样机。通过对风力样机做测试,得出风力机组的力矩与风速比的一些重要数据。并通过Matlab51mu11nk软件分别在风速低于额定风速和在额定风速左右两种情况下进行仿真,最终提出的控制规律进行的变桨距调节能满足风力机的功率控制要求,为后续研究做好铺垫工作。

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参考网站:

第二篇:世界风力发电发展态势及我国风力发电所需的关键原料

据专家估算:全球风能1700太瓦,大洋、高山和保护区域的风力是采集不到的,除去这些以及一些风力达不到开发要求的地区,依然有40~85太瓦的风能,目前世界只利用了0.02太瓦的风能。风力发电是风能利用的主要形式,风力发电成本低于其他新能源,并有进一步降低成本的可能;风力发电是最清洁最安全的,目前世界风力发电发展速度超过其他新能源发展,未来风力发电很可能成为全球电力的主要来源之一。据我国专家估算,我国可开发利用风能至少十几亿千瓦,快速推进风力发电是我国实现减排目标的必要途径之一。

根据美国发布的可再生能源标准(RES),到2012年美国可再生能源占10%,2025年占25%。2004~2008年美国新安装风力发电机新增风电年均增长率为29%。2008年新增风电占新增可再生能源的42%。美国政府承诺长期支持风力发电,投资数十亿美元制造风电涡轮机和建设智能电网, 2009~2029年安装风力发电机将每年新增风力发电能力4亿瓦~16亿瓦,到2030年风力发电总容量累计增加到305亿瓦,届时风力发电满足电力需求的20%。欧盟风力发电装机总容量56535兆瓦。丹麦风力发电占本国电力的20%,西班牙占13%,葡萄牙占12%,爱尔兰9%,德国8%。德国规划到2020年可再生能源发电占25~30%,德国于1991年制定法律鼓励发展可再生能源,主要是风力发电,德国风力发电涡轮机生产能力占世界22%,未来几年内将在海岸建大型风力发电场。

2006年我国风电装机总容量仅2588兆瓦,2008年增加到12121兆瓦,年均增长率为116%。据中国风能协会预测, 2010年我国风电总装机容量达20亿瓦,2020年达到80亿瓦,2030年达到180亿瓦,2050年达到500亿瓦。我国政府将强力支持建设智能电网,解决风电输送问题,未来风电将成为我国电力的主要来源之一。

一台大型风力发电涡轮机需要稀土2吨,铜5吨,铝3吨,钢300吨; 3兆瓦大型风机转子叶片长约54米,玻璃纤维/碳纤维混合增强复合材料叶片最轻的达13.4吨,单只叶片需要玻璃纤维和碳纤维约6吨。2009年我国风电装机总容量已经达到22亿瓦,根据我国风电发展规划,到2020年风电装机总容量达到80亿瓦,需新增风电装机容量58亿瓦,若以3兆瓦风力发电涡轮机计算, 2010~2020年期间我国需要新安装大型风力发电涡轮机19333台,累计需要稀土金属4万吨,铜10万吨,铝6万吨,钢600万吨,玻璃纤维和碳纤维约36万吨。到2030年风电装机总容量达到180亿瓦,需新增风电装机容量122亿瓦,已3兆瓦风力发电涡轮机计算,2020~2030年我国需要新安装大型风力发电涡轮机40666台,累计需要稀土金属约8.2万吨,铜20.33万吨,铝12.19万吨,钢1219.98万吨,玻璃纤维和碳纤维约73.2万吨,所需稀土主要是钕,用于生产稀土永磁材料。2009年我国风电装机总容量已经超过2010年的规划目标,估计我国风力发电规模会远远超过规划目标,2010~2020年期间我国风力发电行业对稀土金属实际需求量很可能是按规划估算需求量的2倍以上,对玻璃纤维和碳纤维实际需求量是估算的2倍多。为此建议国土资源部相关部门应充分调查我国风力发电行业现状和发展计划,准确的估算我国风力发电行业对稀土金属等产品的需求量,以保证正确控制稀土金属及其氧化物生产总量,为风电行业发展提供足够的高质量的矿物原料。

第三篇:发展风力发电具有什么优势?

风电技术日趋成熟,产品质量可靠,可用率已达95%以上,已是一种安全可靠的能源,风力发电的经济性日益提高,发电成本已接近煤电,低于油电与核电,若计及煤电的环境保护与交通运输的间接投资,则风电经济性将优于煤电。风力发电场建设工期短,单台机组安装调试仅需几周,从土建、安装到投产,只需半年至一年时间,是煤电、核电无可比拟的。投资规模灵活,有多少钱装多少容量。对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆来说,可作为解决生产和生活能源的一种有效途径,因此显得更加重要。

为什么说风能是一种绿色能源?

风能是一种干净的自然能源,没有常规能源(如煤电,油电)与核电(裂变)会造成环境污染的问题。平均每装一台单机容量为1.5MW的风能发电机,每年可以减排3,000吨二氧化碳(相当于种植1.5平方英里的树木)、15吨二氧化硫、9吨二氧化氮。风能产生1,000度的电量可以减少0.8到0.9吨的温室气体,相当于煤或矿物燃料一年产生的气体量。除了部分鸟类,风力发电机组不会危害其它野生动物。在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力。

我国风能总量有多少?

我国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦。而据估计,中国近海风能资源约为陆地的3倍,所以,中国可开发风能资源总量约为10亿千瓦。其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1,143万千瓦、2,421万千瓦、3,433万千瓦和6,178万千瓦,是中国大陆风能储备最丰富的地区。

什么是风能?

风能就是空气的动能,是指风所负载的能量,风能的大小决定于风速和空气的密度。

风能来源于何处?

风的能量是由太阳辐射能转化来的,太阳每小时辐射地球的能量是174,423,000,000,000千瓦,换句话说,地球每小时接受了1.74 x 10^17 瓦的能量。风能大约占太阳提供总能量的百分之

一、二,太阳辐射能量中的一部分被地球上的植物转换成生物能,而被转化的风能总量大约是生物能的50~100倍。

第四篇:风力发电的发展及优势分析

摘要:为解决传统能源污染环境较严重及其利用率不足的问题 ,各国均大力倡导开发新能源,发展低碳电力。风能作为一种无污染 、可再生 、占地少、 开发利用技术成熟的新能源,在世界各国得到了发展和利用。阐述了中国的风电发展现状,回顾了世界风电的发展,从环境、经济、产业等方面与其他部分发电方式对比,分析风电的优势。

关键词:风力发电、发展、综述、优势

引言:风能是一种洁净的 、储量极为丰富的可再生能源,受化石能源日趋枯竭 、能源供应安全和保护环境等的驱动 ,自20世纪70年代中期以来.世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。风能将是21世纪最有发展前景的绿色能源,是人类社会可持续发展的主要新动力源。尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右,但装备制造水平与装机总容量与发达国家还有较大差距。我国现有风电项目的设备98% 是进口的,有一半资金利用的是国际组织和外国政府的赠款或贷款。从我国的风电发展道路看我们还处于技术示范阶段。 从国产机组商业化发展途径看,我们正在技术示范的开始阶段。风电相比于目前处于主导地位的火电、水电、核电有其优势的一面,文章中将进行具体分析。

1、 风能

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。目前世界环境情况正在日益恶化,其中,利用煤炭、天然气、石油等燃料发电所产生的温室效应是一个重要因素,而核能发电则面临核废料的处理问题,不利于环境保护。随着世界性能源危机的加剧和全球环境日趋污染,许多国家都更加重视洁净的 新能源和可再生能源的研究、开发和利用。风能作为清洁、 可再生能源具有许多优点:取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、分布广泛、分散使用、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生。就世界范围而言,风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电几乎不消耗矿物质和水资源,与常规燃煤、燃油发电方式相比,具有可减排烟尘及污染物、调整改善电力工业结构 、推进技术进步等各种优点,风力发电的经济指标逐渐接近清

洁煤发电。因此备受世界各国的关注,目前已在世界上几十个国家得到了 广泛的开发和利用。

2、 世界风电发展状况

作为最具竞争力的新能源类型之一 ,风电不仅在能源安全和能源供应方面扮演着重要作用,也在经济增长、大气污染防治和温室气体减排中扮演了重要作用。美国、德国、法国、丹麦等发达国家都对发展风能投入了高度的关注,并积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施,极大地推动了世界风电产业的发展。今天,各国风力发电工业正以其不同的方式在提高,风力发电的经济性,各国公司都在想方设法提高现有的技术水平,选择最优秀的设计方案。根据统计报告:截止2009年底,全球风电装机容量达到1.58亿KW,累计增长率达到31.9%,全球有超过100个国家涉足风电开发,其中有17个国家累计装机容量超过百万千瓦。世界风电行业不但已经成为世界能源市场的重要成员 ,并且在刺激经济增长和创造就业机会中正发挥着越来越为重要的作用。

3、 我国风电发展

3.1发展历史

我国从上世纪50年代就开始了风力发电的研究和实验,70年代中期内蒙古进行了风力发电机的制造和使用,1978年,原水利部将研制风力发电作为国家重点科研项目,1983年又开始了风力发电的实验和推广,进入90年代风力发电由试验阶段步入商业化阶段。1986年4月,中国在山东建设成 第一个示范风电场,开启了中国风电发展之路,从此我国风电事业迅速发展,2005年,《可再生能源法》颁布实施,法律和政策明确支持风电等新能源的建设, 风电发展进人快速阶段。截止2009年年底,中国陆地装机已经超过25.0G W,位居全球第二。

3.2风能资源利用状况

我国风能的实际可开发总量是 253GW,东南沿海及附近岛屿,新疆、内蒙古和甘肃河西走廊,东北、西北、华北和青藏等地区属我国的风资源丰 富区, 每年风速在 6 m/s以上的时间近4000 h左右。一些地区年平均风速可达 7 m/s以上,具有很大的开发利用价值。2004年底,我国在14个省市、自治区共建设有风力发电场43座,这些风电场主要分布在“ 三北” 地区和东南沿海 ,总装机规模达764.37MW,占我国电力总装机规模的0.17%, 电量只占总电量的0.08%。2004年较2003年新增风电机组250台,新增装机容量197.35MW,年装机容量增长率达34.8%。2005年底,风力发电总装机达到1262.26MW,比2004年增加498MW。预计到201

5年底,全国风电总装机规模达到15000MW,重点建设东南沿海和河北(包括北京) 等地的风电项目,同时在东南沿海开展海上风电项目的建设。 到2020年底, 争取风电总装机规模达到30000 MW,重点建设若干100万kW 级大型风力发电基地,并在近海海域建设若干个海上风电项目。

3.3风电的政策扶持

我国主要从两个方面扶持风电行业,一方面通过财政补贴、电网全额收购以保证风力发电项目合理盈利,从经济上进行促进。另一方面是在国内市场启动同时,扶持风机制造业发展,为中长期风电产业发展奠定基础,归纳为以下四点:

(1)风电能源全部上网

2006年1月1日开始实施《可再生能源法》,该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便,并全额收购符合标准的可再生能源电量。

(2)财税上扶持

考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高,为加快技术开发和市场形成,《可再生能源法》规定设立可再生能源发展专项资金,为可再生能源开发项目提供有财政贴息优惠的贷款,此外,对风电按8.5%的税率征收增值税。

(3)风电特许招标政策

2006年1月,国家发展和改革委员会出台《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,提出了风电电价确定的原则,即对风力发电项目的上网电价实行政府指导价,电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定。

(4)国产化率要求

2005年7月国家出台《关于风电建设管理有关要求的通知》,明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上,未满足国产化率要求的风电场不许建设,进口设备要按章纳税,在政策扶持下,2010年风机国产率已达到85%.

3.4风电发展困难

3.4.1 产能相对过剩

风力发电是每个国家鼓励发展的新兴产业,近几年,在中国产业政策支持和技术进步的推动下,风力发电成为社会投资热点,然而在一些建设项目上由于没有严格按项目建设程序审批,对风力发电项目呈现非理性一哄而上、重复建设和低水平扩张的状态,甚至是恶性竞争,这致使风电在一定程度上出现相对过剩。

3.4.2 依赖进口技术

在风力发电机的核心技术和关键零部件方面,中国国产技术工艺水平与欧美相比还存在着较大的差距。目前,我国风能发展中技术创新还很薄弱,缺乏有自主知识产权的核心技术。因此各风力发电企业大都走的是引进路线,严重依赖进口,进口以后不加以改造就直接安装运行,缺乏核心技术和自主创新能力,致使风电成本居高不下,风电价格居高不下,行业利润普遍较低。

3.4.3 风电的不稳定性

常规电力系统中,发电厂根据电网的电压波动和频率波动,负载情况随时调节。这对维持系统电压和频率的稳定有着重要的意义。然而基于风能不稳定,波动大,季节影响性大等诸多特点,现行的电网运行规章在这一点上一般对风电场并没有要求。

3.4.4 环境不良影响

风电对环境的不良影响主要有:噪声,电磁辐射,安装和检修风机形成的油污染,对生态植被的影响,建设对鸟类的影响,风能作为清洁无污染的能源,然而风电设备的建造却面临着难以解决的环境问题。

4、 风电的优势分析

4.1环境优势

相对于火电,风电对环境的正面影响是不会向大气排放氮氧化合物、二氧化硫,以及粉尘等污染物和二氧化碳。现代火电厂对于煤的脱硫脱氮处理有一定办法,但是对于温室气体的主要原因二氧化碳却不能有效减排,风电不排放有害气体,是其作为清洁能源的主要原因之一,发展风电对于减少排放温室气体,抑制全球气候变暖带来的危害具有重要作用。另外,风能相对于煤炭,属于可再生能源,当今世界走可持续发展道路成为世界各国的共识,对于火电等,属于消耗化石能源的不可持续发展模式,20世纪以来,全球化石能源使用量急速上升,化石能源面临枯竭。而风能取之不尽,用之不竭,符合可持续发展的环境要求。

核电曾因一度作为清洁高效能源,世界各国争相投资发展,但是自从2011年3月日本福岛核电站泄漏事故开始,人们开始对核电的环境问题展开思考。核电站反应堆发生事故时,大量放射性物质会通过各种途径排入环境。反应堆排出的废液和废气中的放射性核素,1986年4月26日,前苏联(现乌克兰境内)的切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸,8吨多强辐射物质倾泻而出,使5万多平方公里的土地受到污染,320多万人遭受核辐射的侵害。

事故发生后,发生爆炸的4号机组被用钢筋混凝土封起来,电站30公里以内的地区被定为“禁入区”。20多年过去了,这场核事故造成的生态灾难后果远未消逝。据不完全统计,目前乌克兰共有包括47.34万儿童在内的250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多,部分东欧国家也受到一定程度的核污染。大量的放射性核素碘-131和衰变期很长的铯-137通过空气的流动扩散,严重污染了事发地点周边的空气、土壤和河流,破坏了当地自然环境以及生态系统。据估测,事故的后果还要经过一个世纪才能完全消除。相比于核电事故对人类和环境带来的巨大危害,风电设备即使发生严重事故,对环境造成的影响也是十分微弱的,符合安全能源的要求,这也是福岛核电站事故后世界各国由核电转向对风电大力发展的重要原因。

4.2经济优势

风电价格较高,被认为是影响风电发展的重要因素。

目前风电的价格比火电的价格高出一倍多,但人们忽略了其背后的社会成本,而仅是习惯性地考虑企业成本。如果算入环境污染等其他成本,风电要便宜得多。从趋势上看,风力发电成本呈下降趋势,目前已经下降到每千瓦/时0.5~0.6元,这已经是风电的全部成本。随着技术的进步,成本还会进一步下降。与火力发电相比,风电还有一个最大的优势是其环境效益。目前火力发电的不完全成本已经达到每千瓦/时0.2~0.3元,这其中不包括所排污染物的处理成本,而且,火力发电还受到化石能源价格浮动的影响。风能取之不尽,没有原料成本。风力发电1亿千瓦时,可节约3万吨标煤,减少9万吨二氧化碳的排放,节约淡水20多万立方米。这些能源与环境因素折算成经济效益的话,风电要比火电经济优势明显很多。

再以水电价格为例,它比风电低很多。但水电价格机制未能全面反映电力供求关系、水资源价值和水电开发环境损害成本。现行的水电上网价格根本不足以支撑水电站建造的移民补偿和环境保护成本。另外,水电站建造的一次性经济投资和人力投资远高于风电站建造,并且消耗大量时间,对周围居民的影响更是不可补偿。就开发现状和趋势而言,第一,水电本身已经很少有可供开发的新资源,例如广西水电资源已接近饱和开发。第二,水电并购的成本非常的高,难度也很大。第三,水电价格长期的偏低,导致水电营业一直处于保本的边缘。由此可见,风电比水电经济效益更好。

4.3产业优势

相对于发展时间较长的火电产业和水电产业,风电属于新兴发展产业,其前景及潜力远远高于其他电力产业。就目前而言,风电产业已经具备了三大市场条件推动产业提速:

首先,行业增速放缓。经过近5年每年超过100%的市场扩张,今年风电市场迎来一个明显的转折点。2010年中国风电年新增装机增长50%,2011-2012年增速小幅放缓至30%。

其次,产品价格低。就目前的价格水平,下降空间已经不大,可以看作行业价格的底部区域,已经接近市场可接受价格范围。

第三,行业集中度进一步提高。便于风电产业集中发展。

另外,风电正属于高速发展期间,其发展潜力远高于其他电力产业。对于风电相关产业,如主要的零部件制造商,齿轮箱、电机、叶片、电控系统、变压器、轴承等,相比于其他电力产业,风电制造业有着广阔的发展前景,这些相关产业能带来巨大效益,也能提供很多工作岗位,为提高我国就业率,拉动地区经济发展的提高带来巨大积极影响。

结语:能源节约与资源综合利用是世界经济和社会发展的一项长远的战略方针,风能发电具有巨大的发展前景,大力发展风力发电既可以减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺压力。我国的风力发电发展已经上路,国家政策支持及时到位,为大力发展我国风电事业奠定了坚实基础。对于风电发展面临着的问题,首先政府要给风力发电的发展给予一定的鼓励政策。其次要实现风力发电及大型风力发电装置国产化,降低成本,否则风力发电的发展仍会受到严重制约。三是引进技术,因地制宜,按不同的地区选择不同的建设规模 。风力发电具有其他电力行业无可比拟的优势,无论是从环境、经济、产业上,经过分析都可以得出风电为目前最具有发展潜力和发展必要的可持续发展行业。相信我国会乘着风电发展的浪潮,让我国风电事业发展迈向新的台阶。

参考文献:

1、 李 锋, 陆一川《大规模风力发电对电力系统的影响》,《中国电力》2006年11月11期。

2、 赵大庆王莹韩玺山《风力发电场的主要环境问题》,《环境保护科学》第31卷。

3、 杨秀媛梁贵书《风力发电的发展及其市场前景》,《电网技术》第7期第27卷。

4、 李 哲,岳剑飞 ,张利平,曹俊建《风力发电的趋势及对策》,《华北水利水电学院学报》2011年6月第3期

5、 周燕莉《风力发电的现状与发展趋势》,甘肃科技2008年2月第三期。

6、 方永 胡明辅《风力发电的现状与进展》

7、 万 利、陶文彪《风力发电的现状与展望》

8、 赵永强、李俊峰、许洪华《风力发电技术发展状况与趋势分析》

9、 王超、张怀宇、王辛慧、李天柱《风力发电技术及其发展方向》,《电站系统工程》,2006年3月

10、

李泓泽 ,郭 森,王 宝《我国风力发电的环境价值分析》,能源技术经济2011年7月第7期

第五篇:风力发电的调节控制技术发展

在起动阶段,通过调节变桨距系统控制发电机转速,将发电机转速保持在同步转速附近,寻找最佳并网时机然后平稳并网;在额定风速以下时,主要调节发电机反力转矩使转速跟随风速变化,保持最佳叶尖速比以获得最大风能;在额定风速以上时,采用变速与桨叶节距双重调节,通过变桨距系统调节限制风力机获取能量,保证发电机功率输出的稳定性,获取良好的动态特性;而变速调节主要用来响应快速变化的风速,减轻桨距调节的频繁动作,提高传动系统的柔性。变速恒频这种调节方式是目前公认的最优化调节方式,也是未来风电技术发展的主要方向。

随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域,并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展,控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展,甚至向智能型控制发展。作为风力资源较为丰富的国家之一,我国加快了风电技术领域的自主开发与研究,“十五”期间,600kw风力发电机组开始产业化实施,兆瓦级失速型。兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍,并指出其各自的优缺点。

1定桨距失速调节型风力发电机组 定奖距是指桨叶与轮载的连接是固定的,桨距角固定不变,即当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性,当风速高于额定风速69,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,来限制发电机的功率输出。为了提高风电机组在低风速时的效率,通常采用双速发电机(即大/小发电机)。在低风速段运行的,采用小电机使桨叶县有较高的气动效率,提高发电机的运行效率。 失速调节型的优点是失速调节简单可靠,当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制,使控制系统大为减化。其缺点是叶片重晏大(与变桨距风机叶片比较),桨叶、轮载、塔架等部件受力较大,机组的整体效率较低。

2 变桨距调节型风力发电机组 变奖距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。其调节方法为:当风电机组达到运行条件时,控制系统命令调节桨距角调到45”,当转速达到一定时,再调节到0“,直到风力机达到额定转速并网发电;在运行过程中,当输出功率小于额定功率时,桨距角保持在0°位置不变,不作任何调节;当发电机输出功率达到额定功率以后,调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小,使发电机的输出功率保持在额定功率。 随着风电控制技术的发展,当输出功率小于额定功率状态时,变桨距风力发电机组采用OptitiP技术,即根据风速的大小,调整发电机转差率,使其尽量运行在最佳叶尖速比,优化输出功率。 变桨距调节的优点是桨叶受力较小,桨叶做的较为轻巧。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吸收风能转化为电能,同时在高风速段保持功率平稳输出。缺点是结构比较复杂,故障率相对较高。

3 主动失速调节型风力发电机组 将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合,充分吸取了被动失速和桨距调节的优点,桨叶采用失速特性,调节系统采用变桨距调节。在低风速肘,将桨叶节距调节到可获取最大功率位置,桨距角调整优化机组功率的输出;当风力机发出的功率超过额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出,随着风速的不断变化,桨叶仅需要微调维持失速状态。制动刹车时,调节桨叶相当于气动刹车,很大程度上减少了机械刹车对传动系统的冲击。 主动失速调节型的优点是其言了定奖距失速型的特点,并在此基础上进行变桨距调节,提高了机同频率后并入电网。机组在叶片设计上采用了变桨距结构。

其调节方法是:在起动阶段,通过调节变桨距系统控制发电机转速,将发电机转速保持在同步转速附近,寻找最佳并网时机然后平稳并网;在额定风速以下时,主要调节发电机反力转矩使转速跟随风速变化,保持最佳叶尖速比以获得最大风能;在额定风速以上时,采用变速与桨叶节距双重调节,通过变桨距系统调节限制风力机获取能量,保证发电机功率输出的稳定性,获取良好的动态特性;

而变速调节主要用来响应快速变化的风速,减轻桨距调节的频繁动作,提高传动系统的柔性。变速恒频这种调节方式是目前公认的最优化调节方式,也是未来风电技术发展的主要方向。 变速恒频的优点是大范围内调节运行转速,来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化,可以最大限度的吸收风能,因而效率较高;控制系统采取的控制手段可以较好的调节系统的有功功率、无功功率,但控制系统较为复杂。

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