風(fēng)電:是風(fēng)能發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電的簡稱。屬于可再生能源,清潔能源。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的重要形式,風(fēng)
風(fēng)電
能是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源,大力發(fā)展清潔能源是世界各國的戰(zhàn)略選擇。風(fēng)電技術(shù)裝備是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障,世界各國紛紛采取激勵措施推動本國風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)發(fā)展,目前,我國風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)已經(jīng)取得較大成績,金風(fēng)、華銳等一批代表國際水平的風(fēng)電裝備制造企業(yè)是中國風(fēng)電發(fā)展的生力軍,據(jù)統(tǒng)計2010年末我國風(fēng)電裝機容量躍居世界第一。
甘肅酒泉市的千萬千瓦級超大型風(fēng)電基地為我國最主要的風(fēng)電基地、
風(fēng)電整機組
風(fēng)電整機組制造的發(fā)展趨勢
風(fēng)電機組單機容量持續(xù)增大
大容量機組能夠降低風(fēng)電場運行維護(hù)成本,提高市場競爭力。隨著技術(shù)的成熟,風(fēng)力發(fā)電機組技術(shù)朝著提高單機容量,減輕單位千瓦重量,提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。近年來,世界風(fēng)電市場中風(fēng)電機組的單機容量持續(xù)增大,2012年我國單機容量最大的風(fēng)電機組達(dá)6MW。
變槳距功率可調(diào)節(jié)型機組發(fā)展迅速
由于變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全、高效等優(yōu)點,近年來在風(fēng)電機組特別是大型風(fēng)電機組上得到了廣泛應(yīng)用。大多數(shù)風(fēng)電機組開發(fā)制造廠商,都開發(fā)制造了變槳距風(fēng)電機組。
變速恒頻技術(shù)得到快速推廣
隨著風(fēng)電技術(shù)以及電力電子技術(shù)的進(jìn)步,大多風(fēng)電機組開發(fā)制造廠商開始使用變速恒頻技術(shù),并結(jié)合變槳距技術(shù)的應(yīng)用,開發(fā)出了變槳變速風(fēng)電機組,并在市場上快速推廣和應(yīng)用。2004年和2005年,全球所安裝的風(fēng)電機組中,有92%的風(fēng)電機組采用了變速恒頻技術(shù),而且這個比例還在逐漸提高。
無齒輪箱風(fēng)電機組的市場份額迅速擴大
無齒輪箱的直驅(qū)方式能有效減少由于齒輪箱問題而造成的機組故障,可有效提高系統(tǒng)運行的可靠性和壽命,可大大減少維護(hù)成本,受到了市場的推崇。目前接近40%左右。
全功率變流技術(shù)興起
近年來,歐洲ENERCON、WINWIND等公司都發(fā)展和應(yīng)用了全功率變流的并網(wǎng)技術(shù),使風(fēng)輪和發(fā)電機的調(diào)速范圍可從0到150%的額定轉(zhuǎn)速,提高了風(fēng)能的利用范圍,改善了向電網(wǎng)供電的電能質(zhì)量。ENERCON公司還將原來對每個風(fēng)電機組功率因數(shù)的分散控制加以集中,由并網(wǎng)變電站來統(tǒng)一調(diào)控,實現(xiàn)了電網(wǎng)的有源功率因素校正和諧波補償。全功率變流技術(shù)成為今后大型風(fēng)電場建設(shè)的一種新模式。
中國風(fēng)電
近年來,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢喜人。1986年,我國山東榮成建成了第一個風(fēng)電場,安裝了3臺55kW風(fēng)電機組。自此之后,全國各地陸續(xù)建設(shè)了一批風(fēng)電場。圖1為2001年以來我國風(fēng)電裝機容量增長率。由圖可見,進(jìn)入21世紀(jì)之后,我國風(fēng)電裝機容量持續(xù)高增長。截至2007年底,我國共建成158個風(fēng)電場,累計裝機容量為6030MW,超額完成了原定5000MW裝機容量的計劃目標(biāo)。2008年底風(fēng)電裝機容量達(dá)到12500MW,提前兩年實現(xiàn)了2010年風(fēng)電裝機10000MW的目標(biāo),躍居亞洲第一,世界第四。一年新增6500MW,成為世界上風(fēng)電裝機增速最快的國家之一,2020年有望達(dá)到一億千瓦。在風(fēng)電技術(shù)裝備方面,大連華銳3MW海上風(fēng)電機組近期順利安裝,這是目前我國最大單機容量風(fēng)電機組。此外,通過一系列國家支持計劃、科技攻關(guān)和技術(shù)引進(jìn),我國基本掌握了兆瓦級風(fēng)電機組制造技術(shù),國產(chǎn)設(shè)備市場占有率達(dá)到了69%,初步形成了生產(chǎn)葉片、齒輪箱、發(fā)電機和控制系統(tǒng)等主要部件的產(chǎn)業(yè)鏈。
風(fēng)力發(fā)電
盡管我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展成績顯著,但也面臨諸多問題。我國風(fēng)力發(fā)電起步于20世紀(jì)80年代初,主要是滿足廣大牧民生活用電的要求,研制離網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電機,單機容量為幾十瓦至幾百瓦,例如:太原汾西機器廠制造的FD2-150,葉輪直徑2米,輪轂高度5.5米,切入風(fēng)速3米/秒,額定風(fēng)速7米/秒,額定功率150瓦。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機采取技術(shù)引進(jìn)、消化吸收的技術(shù)路線,先后引進(jìn)了丹麥55千瓦(1986年)和120千瓦失速型風(fēng)力發(fā)電機,在此后的十幾年里,并網(wǎng)型風(fēng)電機組以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)展緩慢,大多數(shù)風(fēng)電企業(yè)的設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)受制于國外,風(fēng)電系統(tǒng)人才培養(yǎng)幾乎空白。
同時,單機容量和風(fēng)電場規(guī)模大幅增大之后,在研發(fā)、設(shè)計、制造、規(guī)劃、并網(wǎng)和電網(wǎng)管理等方面都存在較高難度的技術(shù)瓶頸,在目前高速發(fā)展(裝機容量)的情況之下,急需冷靜分析存在的問題,盡力避免出現(xiàn)宏觀上、規(guī)模化和方向性的失誤。為此,本報告著重分析風(fēng)電技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量控制以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三個問題,力圖為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒。
據(jù)統(tǒng)計,截至2011年底,中國累計裝機已經(jīng)達(dá)到62.3GW。預(yù)計到2012年底,累計裝機將達(dá)到80GW。盡管當(dāng)前受到中國當(dāng)前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)調(diào)整政策的影響,中國風(fēng)電市場的年增長率將經(jīng)歷一個相對降低的時期,2020年總裝機容量將達(dá)到179GW,但這并不會影響中國風(fēng)電的長期發(fā)展。“在超前情景下,中國風(fēng)電發(fā)展仍會保持一個較快的速度:2015年累計裝機達(dá)到134GW,2020年累計裝機達(dá)到230GW,2030年新增裝機達(dá)到33GW,累計裝機接近500GW,將首次超過經(jīng)合組織歐洲397MW的規(guī)模,僅次于經(jīng)合組織北美地區(qū)666MW的預(yù)期。
發(fā)展?fàn)顩r
中國目前的風(fēng)電并網(wǎng)裝機規(guī)模世界第一,預(yù)計2012年年底風(fēng)電并網(wǎng)裝機將超過6000萬千瓦,發(fā)電量超過1000億千瓦時,成為繼火電、水電之后的我國第三大電源。
近年來全球風(fēng)電發(fā)展迅速,已有70多個國家建有商業(yè)運營風(fēng)電場。2011年底全球風(fēng)電裝機達(dá)到2.38億千瓦,當(dāng)年新增4000萬千瓦。在歐洲風(fēng)電占到電力供應(yīng)的6%,丹麥風(fēng)電占到本國的28%,西班牙占到16%。歐洲提出2020年風(fēng)電裝機達(dá)到2.3億千瓦,德國提出2020年可再生能源發(fā)電占到電力消費35%,其中50%來自風(fēng)電。中國風(fēng)電在經(jīng)歷了連續(xù)數(shù)年高速增長后,開始面臨瓶頸,發(fā)展速度放緩。“十二五”期間,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將迎來結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要機遇。國家能源局副局長劉琦在2012年11月15日表示,黨的十八大提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),積極開展可再生能源消費革命,建設(shè)美麗中國,風(fēng)電在中國仍具有廣闊的發(fā)展前景和市場空間。
根據(jù)風(fēng)電第一紙媒《風(fēng)能世界》雜志撰文:我國風(fēng)電裝機連續(xù)4年翻番,風(fēng)電裝機容量世界排名由2008年的第四名升至第三名。2009年底,全國共建設(shè)423個風(fēng)電場,總?cè)萘窟_(dá)2268萬千瓦,約占全國發(fā)電裝機的2.6%。2010年,我國風(fēng)電規(guī)模已經(jīng)位居世界第一。按照國家風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃,2020年,我國風(fēng)電裝機容量有望達(dá)到1.5億千瓦。
截至2009年底,我國風(fēng)電累計發(fā)電量約為516億千瓦時,按照發(fā)電標(biāo)煤煤耗每千瓦時350克計算,可節(jié)約標(biāo)煤1806萬噸,減少二氧化碳排放5562萬噸,減少二氧化硫排放28萬噸。[1]2010年,我國風(fēng)電新增裝機超過1600萬千瓦,累計超過4000萬千瓦,“雙居”世界第一。
從國家電網(wǎng)公司了解到,2012年6月,我國并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到5258萬千瓦,超過美國成為世界第一風(fēng)電大國。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,我國風(fēng)電用5年多時間走過了發(fā)達(dá)國家15年的發(fā)展歷程,大電網(wǎng)運行大風(fēng)電的能力進(jìn)入世界領(lǐng)先水平,為我國搶占新能源戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機、應(yīng)對全球氣候變化等作出突出貢獻(xiàn)。
國內(nèi)并網(wǎng)難、產(chǎn)能過剩
國內(nèi)并網(wǎng)難、產(chǎn)能過剩,國外又遭“雙反”,艱難處境中的風(fēng)電行業(yè)看似投資大勢已去,但事實卻并非如此。昨日,在2013中國國際節(jié)能服務(wù)洽談會上,英國氣候變化資本集團中國區(qū)總裁唐偉珉時澄清說,他所認(rèn)識的很多同行還是非??春蔑L(fēng)電投資的。[2]現(xiàn)在,他們很多都還在加碼國內(nèi)的風(fēng)電項目投資。一方面主要是看好風(fēng)電作為清潔能源的光明發(fā)展前景,另一方面,主要是中國部分地方的電價補貼還是比較可觀。對此,產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)《中國風(fēng)電行業(yè)深度分析及市場調(diào)查研究報告[3]》資料顯示,如果以2015年全社會用電量達(dá)6.02萬億-6.61萬億千瓦時,風(fēng)電平均上網(wǎng)電價0.6元/千瓦時的水平綜合測算,10%的風(fēng)電消費量將意味著能創(chuàng)下3600億-3900億元的市場空間,市場前景非??捎^。
發(fā)展趨勢
我國風(fēng)電發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢:1.裝機容量呈平穩(wěn)增長,海上風(fēng)電份額加大
2.風(fēng)力發(fā)電機組大型化,成本出現(xiàn)大幅降低
3.風(fēng)電制造商進(jìn)入整合階段,利潤向開發(fā)商轉(zhuǎn)移
近年來,由于經(jīng)濟發(fā)展對能源需求持續(xù)增長,全球油價維持高位,天然氣價格不斷攀升,另外,化石燃料使用帶來的環(huán)境問題日益引起世人關(guān)注,清潔可再生的新能源引起全球的關(guān)注。在各類新能源中,風(fēng)電是技術(shù)相對成熟、最具大規(guī)模商業(yè)開發(fā)條件、成本相對較低的一種,受到各國的普遍重視,裝機容量快速增長。
前瞻網(wǎng)發(fā)布的《2013-2017年中國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展前景與投資風(fēng)險分析報告》[1]顯示,2011年我國風(fēng)電行業(yè)仍然保持了較快的增長速度。截至到2011年12月末,中國風(fēng)電累計裝機容量達(dá)到6236.4萬千瓦,分布在31個省、直轄市、自治區(qū)和特別行政區(qū)。其中,廣西和四川在2011年填補了無風(fēng)電的空白。
2011年中國風(fēng)電之所以還可以保持較快的增長,原因在于實施了“大基地+分布式”開發(fā)戰(zhàn)略,特別是受益于河北、山東、寧夏、山西、云南、貴州、陜西、安徽、廣東等地區(qū)風(fēng)電的快速發(fā)展。
分析認(rèn)為,“十二五”期間,中國風(fēng)電行業(yè)仍將擁有廣闊的發(fā)展空間。“十二五”規(guī)劃明確提出,“十二五”期間,國內(nèi)風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量將達(dá)1億千瓦。而2010年底,我國風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量不過3000萬千瓦左右,要達(dá)到“十二五”規(guī)劃目標(biāo),意味著2011-2015年國內(nèi)風(fēng)電并網(wǎng)裝機年均增幅至少為27%。
減少棄風(fēng)
由于自然風(fēng)存在日夜變化性的顯著特點,風(fēng)力發(fā)電具有反調(diào)峰的特性,在夜晚用電負(fù)荷處于低谷的時段,往往風(fēng)能資源卻較為豐富,風(fēng)電并網(wǎng)出力較大。但目前電網(wǎng)調(diào)峰主要靠火電機組和抽水蓄能電站實現(xiàn),深度調(diào)峰煤耗太高,負(fù)荷跟蹤能力也較差,尤其在北方冬季的供熱期,供熱機組必須保持正常出力不能參與調(diào)峰,當(dāng)發(fā)電規(guī)模超過了電網(wǎng)所能承受的范圍時,電網(wǎng)只能限制風(fēng)電場機組暫停發(fā)電,棄風(fēng)不用。
夜間棄風(fēng)不僅造成了風(fēng)資源的浪費,也給風(fēng)電企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失,使企業(yè)投資風(fēng)電的積極性大受影響。目前內(nèi)蒙、東北等風(fēng)能資源豐富的地區(qū),盡管已開發(fā)風(fēng)電裝機占全地區(qū)風(fēng)資源量的比例仍較小,風(fēng)電可開發(fā)的空間還很大,但已頻繁出現(xiàn)限電棄風(fēng)。棄風(fēng)問題,已成為困擾我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一大瓶頸。
解決方案介紹及其優(yōu)勢
金能可根據(jù)風(fēng)電場的運行狀態(tài),向客戶提供針對性的儲能解決方案,為客戶提供從咨詢、設(shè)計、生產(chǎn)、安裝到售后服務(wù)的一站式全面儲能工程服務(wù)。
金能專為風(fēng)電場設(shè)計的釩電池儲能電站可顯著改善風(fēng)力發(fā)電的反調(diào)峰特性。電站配備有標(biāo)準(zhǔn)化的本地/遠(yuǎn)程監(jiān)控通訊接口,可方便接入風(fēng)電場中心控制系統(tǒng),迅速響應(yīng)風(fēng)電場指令,在電網(wǎng)限電時保證風(fēng)電機組正常發(fā)電不停機,吸收本來必須被迫棄掉的風(fēng)能電量儲存起來,在電網(wǎng)用電負(fù)荷的高峰時段再放出儲存的電能輸送給電網(wǎng)。
安裝配備金能釩電池儲能電站后,風(fēng)電場可減少風(fēng)電機組限電停機,提高風(fēng)能資源利用率,增加電場經(jīng)濟收益,有效解決提高風(fēng)電利用率與保證電網(wǎng)安全運行之間的矛盾,使風(fēng)能資源的開發(fā)利用最大化。同時也可減少電網(wǎng)火電機組配套容量,降低設(shè)備磨損、燃料使用、能量損失、運營費用以及CO2和其他廢物的排放,提高整個電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和環(huán)保性。
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