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風電技術更進一步策略
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2010-3-17
- 【搜索關鍵詞】：風電產(chǎn)業(yè) 研究報告 投資策略 分析預測 市場調研 發(fā)展前景 決策咨詢 競爭趨勢
- 中研網(wǎng)訊：
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三大電力集團老總“談風論電”，認為“只有風機的技術再進一步，風電才會有一個更上一個臺階的發(fā)展”。如何讓風電技術更進一步是目前急需解決的問題，否則將影響我國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2009-2013年硅灰石采選產(chǎn)業(yè)規(guī)劃研究與投資價值分 【出版日期】 2010年3月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2013年光鹵石采選產(chǎn)業(yè)規(guī)劃研究與投資價值分 【出版日期】 2010年3月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2013年高嶺土開采產(chǎn)業(yè)規(guī)劃研究與投資價值分 【出版日期】 2010年3月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2013年獨居石混合精礦產(chǎn)業(yè)規(guī)劃研究與投資價 【出版日期】 2010年3月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個美國通用電氣公司(GE)副總裁邁克爾?艾德奇表示，現(xiàn)有風能技術在3年后就會被淘汰，下一代的風能技術，GE會顯示出更強大的優(yōu)勢。我國風電技術面臨兩個選擇：一個選擇是等待別人把我們淘汰，然后再引進技術，從頭再來！另一種選擇是站在巨人肩上，取得后發(fā)優(yōu)勢！
每項技術的淘汰，不在于后續(xù)技術有多先進，而在于技術自身的不完善。我們要做的就是認識不完善，研究不完善，解決不完善。用完善的風電技術替代不完善的技術，找到了完善技術，就找到了“突破口”。
我國風電產(chǎn)業(yè)需要補貼，需要扶持，如何才能站立？如何才能奔跑？
我國風電裝機容量已位居世界第四位，裝機容量大，而發(fā)電量低，故障率高，并網(wǎng)困難，如何提高發(fā)電量？如何提高并網(wǎng)穩(wěn)定性？
我國有近80家風電生產(chǎn)企業(yè)，我國風電產(chǎn)業(yè)才剛起步，風電占全國用電量份額非常小，為什么會出現(xiàn)嚴重產(chǎn)能過剩？
風能發(fā)電出現(xiàn)在十九世紀末，丹麥人首先研制了風能發(fā)電機，自二十世紀八十年代起這項技術飛速發(fā)展，風能發(fā)電這種綠色能源越來越得到重視。世界各國都出臺各項政策大力扶持風電產(chǎn)業(yè)，近幾年我國的風電產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，建起了幾座大的陸地風電場，在裝機容量上已位居世界第四位，發(fā)展規(guī)模令人注目，但發(fā)展中存在的問題越來越突出。首先是裝機容量很大，但發(fā)電量還很低，有效發(fā)電時間短，不能形成對電力網(wǎng)的有效補充，也不能形成對電力網(wǎng)的穩(wěn)定輸出；其次是風電機并網(wǎng)穩(wěn)定性沒有保證，特別是風電機大規(guī)模并網(wǎng)，對電網(wǎng)的沖擊和損害是非常嚴重的，必然造成并網(wǎng)困難；還有故障率很高，維護成本大，風電機的安全性也沒有保證。這些問題是現(xiàn)有風電技術與生俱來的問題，為什么這些問題在歐美國家不明顯，而在我國就顯得特別突出。這主要是由于在以下兩個方面存在差異而造成的。
最主要是氣候差異，歐美屬于季風頻繁的海洋性氣候，所以風能資源非常豐富，風速高，大風時間長，風電也就成為一項重要能源，所以歐美國家風電發(fā)展最快。而我國新疆、甘肅、內(nèi)蒙古地區(qū)都屬于干燥的高原地區(qū)，風速低、大風時間短，空氣密度小。進口風電機的設計風速一般在15m/s，低風速設計也在13m/s，而我國這些地區(qū)時間最長、最大的風速是6~8m/s，很顯然進口風電機的設計值與我國實際情況差別很大，再加上空氣密度的差別，必然造成發(fā)電量很低的現(xiàn)象。歐美國家風電機也存在故障率高、維護成本大的問題，但由于年發(fā)電時間長和發(fā)電量較大，這樣可以彌補維護費用帶來的虧損。還有歐美國家臺風很少，而我國沿海每年都有幾次大的臺風，臺風對我國沿海風電場造成的損失也是巨大的，2003年13號臺風“杜鵑”，2006年1號臺風“珍珠”和8號臺風“桑美”分別造成了廣東汕尾紅海灣風電場，南澳風電場和浙江蒼南鶴頂山風電場的風機嚴重損毀。
還有就是并網(wǎng)方式存在差異，由于風電機并網(wǎng)穩(wěn)定性沒有保證，歐美國家都是采用分散入網(wǎng)的方式，這些國家風電場規(guī)模都較小。當風速和風向變化很大時，風電機不穩(wěn)定，不能滿足并網(wǎng)條件，此時風電機可以隨時脫網(wǎng)；風電機穩(wěn)定后，又可以隨時入網(wǎng)，并且歐洲幾個國家的電網(wǎng)是聯(lián)網(wǎng)的，電網(wǎng)很強，不會對電網(wǎng)造成太大沖擊。而我國采用的是大規(guī)模并網(wǎng)的方式，我國風能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”（西北、東北、華北）地區(qū)和東南沿海。目前在“三北”規(guī)劃了6個千萬千瓦風電基地，但這些地方又是電網(wǎng)最弱的地區(qū)，因此我國風力發(fā)電將面臨著電網(wǎng)不堪重負的問題。目前國家已開始規(guī)劃智能電網(wǎng)建設，但是由于這些地區(qū)處于電網(wǎng)末端，容量調控能力較差，很難承受風電大容量變化的沖擊。我們通過一個數(shù)據(jù)計算來說明這個問題。一個千萬千瓦級風電場會有500~600臺風電機組，我們選取2.5MW風電機數(shù)據(jù)進行計算，風電機的牌子是德國Nordex公司N80，我們?nèi)≥^低數(shù)據(jù)，當風速5m/s，功率是120kw，當風速6m/s，功率是248kw。當風速變化為1m/s時，功率的變化是128kw，如果按100臺風電機計算，功率變化值就達12800kw，1萬千瓦的沖擊能量不知道要多強大的智能電網(wǎng)才能承受？而且這個計算值已經(jīng)很小了，我們是按低風速，小的變化量進行計算的，實際的風速變化要大很多，而且風向的變化對風電機功率的影響比風速還要大。所以，實際使用中的沖擊能量要比這個值大很多，將是非常驚人的，我們必須認真對待。因此解決并網(wǎng)問題，并不是建成一個智能電網(wǎng)那么簡單，而是需要我們對風電機性能進行全面改進。
從以上分析可以看出，目前歐美的風電技術是不適合我國陸地使用的，最大的缺點是發(fā)電效率太低，三級風以下基本沒有發(fā)電能力，設計風速是13~15米/秒，也就是要達到七級大風才能滿負荷，這樣的大風在陸地很罕見�，F(xiàn)有風電機年發(fā)電時間一般只有2000~3000小時，與全年8760小時相比只有1/3的時間可以發(fā)電，大部分時間成了擺設，嚴重影響風電的利用。還有臺風對沿海風電場的威脅是很大的，以前風電場規(guī)模都較小，損失也較小；現(xiàn)在規(guī)劃建設的風電場是以前的好幾倍，如果出現(xiàn)臺風損毀，那造成的損失將是巨大的，我們必須認真對待。并網(wǎng)問題是關系到我國“陸地三峽”能否成功的大問題，現(xiàn)有風電機顯然是不符合并網(wǎng)要求的，如果性能不改善，將出現(xiàn)風小的時候發(fā)不出電，風大的時候又并不了網(wǎng)�！瓣懙厝龒{”將難以運行，損失將是巨大的。大規(guī)模并網(wǎng)國外也沒有成功經(jīng)驗可以借鑒，象丹麥等國雖然風電占20~30%，但都是分散接入，并制訂風電并網(wǎng)導則嚴格規(guī)定了接入點的風機數(shù)量和容量，并規(guī)定接入和退出的標準，丹麥國家電網(wǎng)公司每天會從三個不同的氣象預報公司接收四次天氣預報，然后利用先進的軟件系統(tǒng)預測何時天氣預報所述的風力變化會影響到風機，以及分析這些變化對整個電力系統(tǒng)帶來的影響，進行快速的人工干預。但是，實際風速和預測風速完全吻合的情況很少。這種被動的、不準確的控制方式對我國肯定是不適用的，我國大型的風電場瞬間產(chǎn)生的沖擊電流就足以讓電網(wǎng)癱瘓，不可能有時間進行人工干預。所以我國大規(guī)模并網(wǎng)對風電機的性能要求更高，我們知道風是有波動性的，有波峰，也有波谷，間隔時間較長的稱為陣風，風速的變化必然引起風電機功率的變化。我們首先應解決風速和風向變化對風電機的影響，現(xiàn)有風電機是利用葉片的慣性能量來平滑功率的波動，在低風速的情況起作用，在高風速情況下慣性力與強大的風載相比，好比雞蛋與石頭，無法與之相抗衡。最有效的辦法就是單獨附加慣性儲能裝置，利用慣性儲能裝置起到削峰填谷的作用，這樣對穩(wěn)定功率輸出是非常有幫助的。還有葉片的性能也是需要改進的，現(xiàn)有葉片在高風速時，會產(chǎn)生強風載，會變的不穩(wěn)定，難以控制，造成風電機功率的急劇變化，對并網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的威脅。
我國的風電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近2、3年的飛速發(fā)展，已進入關鍵發(fā)展時期�，F(xiàn)在我們已基本掌握風電技術，經(jīng)驗也不斷豐富，問題也都已出現(xiàn)。我們現(xiàn)在應該靜下心來，分析問題、研究問題、解決問題，尋找“突破口”。發(fā)電效率低，穩(wěn)定性和安全性沒有保證，并網(wǎng)難，這些問題都是風電產(chǎn)業(yè)的致命問題，只有解決好這些問題，才能讓我國風電產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。下面我們從風電技術的發(fā)展歷程來尋找問題存在的根源，來尋找解決問題的“突破口”。
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