風力發(fā)電機組及風電行業(yè)的發(fā)展
發(fā)布時間：2016-12-12 15:48

風力發(fā)電機組

風力發(fā)電電源由風力發(fā)電機組組、支撐發(fā)電機組的塔架、蓄電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網(wǎng)控制器、蓄電池組等組成;風力發(fā)電機組包括風輪、發(fā)電機;風輪中含葉片、輪轂、加固件等組成;它有葉片受風力旋轉(zhuǎn)發(fā)電、發(fā)電機機頭轉(zhuǎn)動等功能。風速選擇:低風速風力發(fā)電機能有效提升風力發(fā)電機在低風速區(qū)域的風能利用，在年平均風速小于3.5m/s,且無臺風的地區(qū)，推薦選用低風速產(chǎn)品。

據(jù)《2013-2017年中國風力發(fā)電機組行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2012年5月各發(fā)電機組類型發(fā)電量情況:按發(fā)電機組類型來看:水電發(fā)電量2226億千瓦時，同比增長7.8%，由于河流來水較好，增速已明顯回升;火電發(fā)電量15776億千瓦時，同比增長4.1%，增速繼續(xù)回落;核電發(fā)電量394億千瓦時，同比增長12.5%，增速低于上年同期;風力發(fā)電量424億千瓦時，同比增長24.2%，仍維持較快增長。

2012年12月各發(fā)電機組類型發(fā)電量情況:按發(fā)電機組類型來看:水電發(fā)電量8641億千瓦時，同比增長29.3%，全年實現(xiàn)大幅增長;火電發(fā)電量39108億千瓦時，同比增長0.3%，實現(xiàn)微幅增長;核電發(fā)電量982億千瓦時，同比增長12.6%，增速低于去年;風力發(fā)電量1004億千瓦時，同比增長35.5%，維持較快增長。

現(xiàn)狀

近年來，新興市場的風電發(fā)展迅速。在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國的風電特別是風電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風電最為活躍的場所。2006年全球風電資金中9%投向了中國，總額達16.2億歐元(約162.7億元人民幣)。2007年，中國風電裝機容量已排名世界第五。

《中國風力發(fā)電機組全景評估與發(fā)展趨勢研究報告》分析中國巨大的風電市場以及廉價的勞動力成本，吸引了大量國外風電巨頭紛紛在中國設(shè)廠，或采取與國內(nèi)企業(yè)合資的方式，生產(chǎn)的產(chǎn)品都被貼上了中國制造的標簽。中國制造的風電設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)越來越大的市場份額，風機產(chǎn)品正在經(jīng)歷一個由全球制造向中國制造的轉(zhuǎn)變。

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量約2.53億千瓦。近5年來，世界風能市場每年都以40%的速度增長。預計未來20-25年內(nèi)，世界風能市場每年將遞增25%?，F(xiàn)在，風能發(fā)電成本已經(jīng)下降到1980年的1/5。隨著技術(shù)進步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競爭。隨著電力行業(yè)競爭的不斷加劇，國內(nèi)優(yōu)秀的電力企業(yè)越來越重視對行業(yè)市場的研究，特別是產(chǎn)業(yè)環(huán)境的深度研究。

隨著風電產(chǎn)業(yè)近年來的快速發(fā)展，目前國內(nèi)大型風力發(fā)電機組制造技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，而作為風電機組的核心技術(shù)，風電機組控制技術(shù)被國外壟斷;同時，由于風力發(fā)電電能質(zhì)量差，風電場并網(wǎng)問題已經(jīng)成為了制約風電發(fā)展的又一大瓶頸，解決大規(guī)模風電并網(wǎng)問題迫在眉睫。

本項目旨在對制約我國風電發(fā)展的風電機組控制系統(tǒng)控制和風電場并網(wǎng)兩大技術(shù)領(lǐng)域進行研究，研制出自主知識產(chǎn)權(quán)的2.0MW風電機組主控、變槳距、變流系統(tǒng);搭建控制系統(tǒng)仿真試驗平臺以及變流器全功率試驗平臺。開發(fā)出風電場并網(wǎng)全動態(tài)無功補償裝置，有效解決風電并網(wǎng)電能質(zhì)量問題，搭建風電場并網(wǎng)全動態(tài)無功補償裝置試驗平臺。同時開發(fā)出風電機組在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)為風電機組的安全運行提供保障。

優(yōu)勢

由于風電屬于新能源范疇，無論是成本還是技術(shù)同傳統(tǒng)的火電、水電相比還有較大的差距，因而風電的快速發(fā)展需要國家政策的大力扶持?？v觀風電發(fā)展迅速的國家如德國、西班牙、印度，無一例外地都給予風電產(chǎn)業(yè)巨大的政策優(yōu)惠。中國對風電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對象也由過去的注重發(fā)電轉(zhuǎn)向了注重扶持國內(nèi)風電設(shè)備制造。國家的政策支持將是風電設(shè)備制造業(yè)迅猛發(fā)展的根本保障，隨著中國國產(chǎn)風機設(shè)備的自主制造能力不斷加強，國家的政策支持力度也將越來越大，風電設(shè)備制造業(yè)面臨難得的歷史發(fā)展機遇。

中國正逢風電發(fā)展的大好時機，風電設(shè)備市場需求增加。另外，除了風電設(shè)備整機需求不斷增加之外，葉片、齒輪箱、大型軸承、電控等風電設(shè)備零部件的供給能力仍不能完全滿足需求，市場增長潛力巨大。因此中國風電設(shè)備制造業(yè)景氣持續(xù)。

工作方式

風力發(fā)電機組進行發(fā)電時，都要保證輸出電頻率恒定。這無論對于風機并網(wǎng)發(fā)電還是風光互補發(fā)電都非常必要。 要保證風電的頻率恒定，一種方式就是保證發(fā)電機的恒定轉(zhuǎn)速，即恒速恒頻的運行方式，因為發(fā)電機由風力機經(jīng)過傳動裝置進行驅(qū)動運轉(zhuǎn)，所以這種方式無疑要恒定風力機的轉(zhuǎn)速，這種方式會影響到風能的轉(zhuǎn)換效率;另一種方式就是發(fā)電機轉(zhuǎn)速隨風速變化，通過其它的手段保證輸出電能的頻率恒定，即變速恒頻運行。風力機的風能利用系數(shù)跟葉尖速比(葉輪尖的線速與風速的比值)有關(guān)，存在某一確定的葉尖速比，使Cp達到最大值。因此，在變速恒頻運行方式下，風力機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可在很大范圍內(nèi)變化而不影響輸出電能的頻率。因此風力發(fā)電機組經(jīng)常用變速恒頻法保證輸出頻率恒定。

安裝選址

風速及風向的變化對風力發(fā)電機的發(fā)電量有著較大的影響，通常，塔架越高，風速越大，氣流越平穩(wěn)，發(fā)電量越大。因此風力發(fā)電機的選址應(yīng)慎重考慮，每一次安裝都不同，而且要考慮塔筒高、電池組的距離、當?shù)匾?guī)劃要求以及建筑和樹木這些障礙物等因素。風機安裝與選址具體要求如下:

風力發(fā)電機組推薦的最小塔高是8米或距離障礙物5米以上安裝范圍中心的100m范圍之內(nèi)盡量沒有障礙物;

相鄰兩臺風機的安裝應(yīng)保持在8~10倍風輪直徑的距離;風機選址應(yīng)避開紊流。選擇年平均風速較大的地區(qū)，具有較穩(wěn)定的盛行風向，且風速的日變化與季變化小;

風機高度范圍內(nèi)的垂直方向的風速切變要小;選擇盡可能少的自然災(zāi)害的地方;

選擇安裝位置時安全是首要關(guān)注的。因此，即使是在一個風速資源較不理想的地方安裝風力發(fā)電機，安裝時風輪葉片不得旋轉(zhuǎn)。