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中国风力发电的发展现状及未来前景

中国风力发电的发展现状及未来前景
中国风力发电的发展现状及未来前景

中国风电发展现状及前景

前言

随着能源与环境问题的日益突出,世界各国正在把更多目光投向可再生能源,其中风能因其自身优势,作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性,成为全球普遍欢迎的清洁能源,风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。

风,来无影、去无踪,是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布,中国已把风能利用放在重要位置。

一、国内外风电市场现状

1.国外风机发展现状

随着世界各国对环境问题认识的不断深入,可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下,风力发电产业也在高速发展。截至2011年底,世界风电装机量达到237669MW,新增装机量43279MW,增长率22.3%,增速与2010年持平,低于2009年32%的增速。由表一,可以看出中国风电装机量62364MW,远远超过世界其他各国装机量,而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中,很明显的看出,从2001年到2004年,风电装机增速是在下降的,2004年到2009年风电有处于一个快速发展期,直到近两年风电装机的增速又降为22%左右,可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提升的阶段。

图表1 世界风电装机总量图

图表2 世界近10年新增装机量示意图

图表3 世界风电每年装机量增速

图表4 总装机量各国所占份额

图表5 2011年新增装机量各国所占份额

2.国内风电发展现状

中国的风电产业更是突飞猛进:2009年当年的装机容量已超过欧洲各国,

名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW,超越美国,成为世界第一。2011

年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出,中国风电正经历一个跨越式发展,这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而,图8 中,我们能够清楚的看出自2007年以后,虽然新增装机量很大,但增速却明显下降,而其他国家,比如美国、德国,这些年维持着一个稳定的增速。由此,我们应该意识到,我国风电,尤其是陆上风电,正在进入一个转型期,从发展期进入成熟期,从量的追求进入到对质的提升。

图表6 中国每年风电装机量示意图

图表7 中国每年风电新增装机量

图表8 每年装机量增速示意图

二、风电技术概况

1.风力发电原理

风力发电,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电,我们把风的动能转变成机械能,再把机械能转化为电能,这就是风力发电。风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)。

由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿

轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。

2.我国风能资源分布

中国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿kW,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kW。东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区,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,全年中风速大于或等于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、甘肃北部也是中国风能资源丰富地区,有效风能密度为200~300W/m2,全年中风速大于或等于3m/s的时数为5000h以上,全年中风速大于或等于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,有效风能密度在200W/m2以上,全年中风速大于和等于3m/s的时数为5000h,全年中风速大于和等于6m/s的时数为3000h。青藏高原北部有效风能密度在150~200W/m2之间,全年风速大于和等于3m/s的时数为4000~5000h,全年风速大于和等于6m/s的时数为3000h;但青藏高原海拔高、空气密度小,所以有效风能密度也较低。云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、

福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江,为风能资源贫乏地区,有效风能密度在50W/m2以下,全年中风速大于和等于3m/s的时数在2000h以全年中风速大于和等于6m/s的时数在150h以下,风能潜力很低。

图表9 我国风资源分布图

3.风电运行特点

(1)风电出力具有随机性、间歇性。

(2)风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。

(3)受气象因素影响,风电出力日间可能波动很大。极端情况下,风电出力可能在0-100%范围内变化。

(4)风电年利用小时数偏低。

(5)风电功率调节能力差。

三、风电发展中遇到的问题

1.首先是风电消纳难的问题。

据不完全统计,2011年全国弃风超过100亿千瓦时,东北和西北的部分省区弃风都超过20%。风电的消纳问题已经成为我国风电发展的最大障碍。然而,从国内外的实际情况看,10%,15%,20%等人们反复“预言”的电网消纳风电的上限已经被现实证明都可以突破。丹麦风电已经连续几年在全年电量中占比超过20%。在与中国风电开发模式类似的西班牙,2011年全年风电占比也达到16%。我国也有非常好的例子:截至3月底,蒙西电网风电总装机为890万千瓦,占全网总装机的21.32%,已经成为第二大主力电源。从今年3月29日开始,连续16天日平均上网电量超过蒙西电网总供电量的25%,短时间超过30%,且电网运行稳定。国外很多研究也表明:电网能够接纳大比例的风电,制度和市场机制才是关键。我们面临的接纳难题,也同样要通过建立健全市场化的电力体制,并通过利益调整,鼓励和引导电力系统所有参与者发展可再生能源的积极性,充分挖掘潜力,才能得到根本性解决。

2.其次是风电产业的可持续发展问题。

行业的健康可持续发展需要一定的市场规模作支撑。在国家政策层面,对新能源和可再生能源的支持力度有增无减。在实施中,政府所审批的项目数量,每年新增约1500万千瓦,足可以支撑行业发展。

3.项目数量并未减少,但项目因种种原因而延缓开工。

导致这一问题的主要原因,是电网检测要求对风电场并网和新项目开工的影响。由于国内低电压穿越检测资源紧缺、检测周期长,风电并网检测工作进展缓慢,导致大设备制造企业和完成相关改造的风电场需要排队等待检测的情况。如果这种情况持续下去,必将影响行业正常发展。坚持实事求是、多方参与原则,制定科学合理和适度的标准,增强相关能力建设,是解决这一问题的根本途径。

资金紧张是导致项目开工延缓的又一原因。2011年,银行调高存款准备金率,导致企业贷款困难。加之煤炭价格暴涨,作为风电开发投资主力军的五大发电集团,亏损严重,被迫减少风电投资。此番情况与并网问题叠加,严重影响了风电场工程建设进度。解决这些问题既要仰仗国家宏观政策的调整,又要拓宽风电行业投资渠道,鼓励投资主体多元化。

4.关于过度竞争问题

原则上讲,一个市场化的产业,过度竞争可以加速淘汰缺乏竞争力的企业,使技术先进、质量过硬、服务优质的企业脱颖而出,从而进一步提高产业集中度,最终促进行业的良性发展。但是,我们所谓的“过度竞争”好像并未起到优胜劣汰的作用,其实质是“竞争不足”造成的一种无效竞争状态。

导致上述结果的原因有四:一是市场机制不够健全,设备招标采购等环节缺乏应有的公平、公正、公开。一些关联交易也阻碍了公平竞争;二是质量信息透明度不够,信息不对称,市场缺乏甄别依据,导致劣币驱除良币;三是风电作为战略性新兴产业成为被政绩和利润追逐的热点,尤其为具有强大的金融、土地、政策等资源优势的央企所青睐,大量非市场化因素的侵入使得行业内公平竞争失效;四是地方政府以“资源换产业”的地方保护主义,致使企业产能无奈地“被扩张”,更使一些效率不高的企业可以“偏安一隅”,在非开放性竞争环境中得以长期生存。

四、亟待解决的技术问题

1.低点穿越技术

近年来风机脱网事故的频发,让低电压穿越技术成为风电行业的热点,电监会因此要求风电机组必须具备低电压穿越能力,这使得整机企业不得不在每台风

机上增加十几万至几十万不等的改造成本。

对于恒速风电机组,在配备快速无功补偿装置情况下具有低电压穿越能力。对于双馈变速和永磁直驱风电机组,可通过自身的控制系统实现低电压穿越能力。我国并网风电机组中双馈变速风电机组约占60%,恒速风电机组约占30%,其他约占10%,由于未配备快速无功补偿装置或相应控制系统(我国没有这方面的要求)均不具备低电压穿越能力。

但低电压穿越不仅仅是一个技术问题,而是一个综合问题。低电压穿越是对风机整体和风电场的要求,不能片面的理解为对单个风机或者是风机特定部件的要求,作为风机主机厂家,应全面客观的理解低电压穿越要求,从风机整体考虑去满足电网导则的要求。为了适应中国风电设备开发和检测的要求,中国在张北地区建设了一个国家能源大型风电并网系统研发(实验)中心,截止到2011年10月中旬,一共完成了十四个机型的风电机组低电压检测。

2.海上风电技术

在海上建设风电场,所需风电设备的技术含量要大大超过陆上风电。我国的风机制造企业,由于起步较晚,技术水平相比国外普遍落后,目前国内企业制造的大型风机,存在着稳定性不足的问题,而海上风机的修理时间较长,且成本非常高,这样也间接推高了海上风电场的投资成本。在经营风险较大的情况下,一些企业对海上风电领域内的投资采取了观望的态度。除了风机技术外,输电技术也是制约海上风电开发的关键技术。要想解决海上风电的并网问题,我国需建设安全、稳定和高效运行的智能电网。

海洋工程技术在海上风电的开发过程中,同样是不可缺少的关键技术。海上风电设备研制和风电场的建设可以说是海洋工程装备设计研发的一个重要领域,

或者说是海洋工程装备的重要拓展领域。目前海上风电场大都位于水深20m左右的近海海域,采用固基的着底式风电机塔。今后将逐步向水深100m甚至几百米的海域发展,浮基海上风电场将是一种经济性和实用性兼顾的重要发展方向。

成本问题。建设海上风电场的前期项目多。技术人员不仅要在海上竖起70米~100米高的测风塔测量风速,而且要开展地质勘探工作,详细了解海底地形。在建设风电场时,技术人员要面对中、深海域和潮间带海域复杂的自然环境。目前,我国陆地风电项目造价平均在8000元/千瓦,海上风电项目造价在2万元/千瓦。由于成本过高,现阶段海上风电的收益较低也是影响其发展速度的一个重要因素。目前国内海上风电的标杆上网电价还未出台,海上风电的上网电价还采取的是一事一议的特许权招标方式,而在海上风电项目特许权招标过程中,企业间的竞相压价大大压缩了最后中标企业的获利空间,这也导致了一些中标企业迟迟未能进行海上风电场建设。

3.规范化体系建立

目前国内的风电制造行业中,对于整机设计及部件的检测技术、检测手段等,主要采用欧洲的标准。由于欧洲的环境条件与中国的差异较大,因此亟待建立符合中国国情的标准规范体系。另外,国内的认证机构也需进一步建立、健全和壮大,深入研究从风机整机设计,到变桨系统、偏航系统、液压系统、变流器、制动系统、电气系统、冷却系统等部套系统功能的检测技术及标准。

4.风电并网控制方法

风能是用之不尽取之不竭的绿色能源,但并网技术一直是我们关心的问题究竟是采用哪种并网方式最合理、最高效,还要根据当地的风能情况来定并网方

法。当今的电力电子技术在风电机组的控制,电能转换以及电能质量的改善方面都起着举足轻重的作用,实际中还要考虑以下几个方面:

(1)选择适当的电力电子变换器匹配变速风力发电系统才能增加风能的利用

效率和减小电力电子变换器的能量消耗。

(2)为减小电网和风力发电机的故障恢复时间应增加无功动态补偿装置

SVC 或TSC 等。

(3)每个控制系统都有各自的适应性针对不同的风场还要具体的考虑。

五、总结

经过连续多年的快速发展,目前我国风电产业不仅在规模上处于世界领先地位,在技术实力上也具备了赶超世界先进水平的基础。未来,如果能继续依托国内稳定的市场拉动,我国风电将引领全球行业发展。而近两年,中国风电产业发展中的矛盾开始凸显,并网瓶颈难解、弃风限电不断扩大、装机规模减小、企业利润下降。一时间,行业能否持续发展以及如何发展被不停拷问。

任何一个行业在发展初期,都将遵循波动上升的轨迹。风电作为崭新的事业,在前进中遇到诸如观念、体制、技术等方面的问题,都是正常现象。上述“难题”并非无解。我们有理由相信,在政府和企业的共同努力下,我国风电正在进入一个平稳增长期。风能,依然是我们的希望之源。

风力发电发展现状及预测

风力发电发展现状及预 测 文件编码(TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089)

我国能源发展现状及发展趋势预测 一、我国能源利用现状及存在的问题 首先从不同一次能源的利用现状谈起: 1.煤炭 我国煤炭资源在地理分布上的总格局是西多东少、北富南贫。从地区分布看,储量主要集中分布在新疆、内蒙古、山西、陕西、贵州、宁夏、河南和安徽8省,8省储量占全国储量近90%。在我国的自然资源中,基本特点是富煤、贫油、少气,这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。截至2007年底,中国煤炭剩余可采储量1 145亿t,仅次于美国和俄罗斯,位居世界第3位,占世界总量的%,煤炭的储采比为45,远低于世界平均水平的133。中国是世界第一产煤大国,据统计,2009年煤炭产量达到亿t ,比2008年增加亿t,同比增长%,占世界总产量的42%左右。 煤炭发电存在的问题:煤炭发电过程中除了排放二氧化碳等温室气体外外,还会排放出大量的二氧化硫。二氧化硫是主要的空气污染物之一,也是酸雨的主要来源。部分地区的荒漠化根源在于燃煤发电排放的二氧化硫,

它造成大面积植被死亡、生态环境退化、蓄水能力下降。燃煤发电是山西、内蒙古生态退化的罪魁祸首,是北京沙尘暴的主要原因。 2.石油 我国是少油国家,但石油在我国能源结构中占有重要地位(仅次于煤炭处于第二位),目前我国石油还不能够完全自给,约50%的石油用量需要从国外进口。最近几年我国石油进口量一直在增长,从2004年的亿t增长到2009年的亿t,其中2004年增幅最大达%,除了2005年和2008年增幅较小外,其他年份增幅都在2位数以上,从中可看出中国的石油消费对外依存度较高。截至2007年底,中国石油剩余可采储量亿t,位居世界第13位,但仅占世界总量的%,石油储采比1l,远低于世界平均水平的。 3.天然气 我国的天然气工业发展相对比较落后,但是我国天然气生产消费增速较快。近几年我国天然气产量和消费量都保持了较高的增长幅度。目前我国探明的天然气地质资源量为22.66万亿m3,可采资源量为

风电的发展现状及展望

风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020

论文题目:我国风力发电的现状及展望

摘要 风是地球上的一种自然现象,全球的风能约为,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。其能量大大超过地球上水流的能量,也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中,风能是利用起来比较简单的一种,它不同于煤、石油、天然气,需要从地下采掘出来;也不同于水能,必须建造大坝来推动水轮机运转;也不像核能那样,需要昂贵的装置和防护设备。另外,风能是一种清洁能源,不会产生任何污染。与其他新能源相比,风能优势突出:风能安全、清洁。而且相对来说,风能是就地取材,且用之不竭,在这一点上,风电优于其他发电。 关键词:风力资源丰富;风电安全且清洁;风能用之不竭 目录

第1章绪论 引言 气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下,透过全球气候升高这个现象,我们现目前必须的意识到节能减排的重要性,而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型(相对于煤石油等而言,对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源)能源来替代传统的火力发电。如:水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源,且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善,风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体,所以对风能加以利用,这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题,这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害,也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究,通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的,从上个世纪80年代末起至今,在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关,并且已完成了近万个风力发电机组的安装,所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3,然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放,所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源,可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。 本论文的研究背景及意义 根据气候变化专门委员会(IPCC)的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示,预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高,经济的高速发展,国民的用电量也日益增长,伴随着电力结构的不断调整优化,技术装备水平的逐步提高,发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏,对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力

中国风力发电的发展现状及未来前景要点

中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出,世界各国正在把更多目光投向可再生能源,其中风能因其自身优势,作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性,成为全球普遍欢迎的清洁能源,风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风,来无影、去无踪,是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布,中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入,可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下,风力发电产业也在高速发展。截至2011年底,世界风电装机量达到237669MW,新增装机量43279MW,增长率22.3%,增速与2010年持平,低于2009年32%的增速。由表一,可以看出中国风电装机量62364MW,远远超过世界其他各国装机量,而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中,很明显的看出,从2001年到2004年,风电装机增速是在下降的,2004年到2009年风电有处于一个快速发展期,直到近两年风电装机的增速又降为22%左右,可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提

升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进:2009年当年的装机容量已超过欧洲各国,名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW,超越美国,成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出,中国风电正经历一个跨越式发展,这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而,图8 中,我们能够清楚的看出自2007年以后,虽然新增装机量很大,但增速却明显下降,而其他国家,比如美国、德国,这些年维持着一个稳定的增速。由此,我们应该意识到,我国风电,尤其是陆上风电,正在进入一个转型期,从发展期进入成熟期,从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图

风力发电现况以及未来发展趋势

风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而现在,人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前,中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行,风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示,截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW,年装机容量为11,310MW,增长率为24%;风力发电量占全球电量的1%,部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2,前十名合计,约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势:有11个国家的装机容量已高于1,000MW,其中7个欧洲国家(德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙),3个亚洲国家(印度、中国、日本),还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量,其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会(EWEA)与绿色和平组织(Greenpeace International)发表了一份标题为“风力 12(Wind Force 12)”的报告,勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测,而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求,论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期,国内的风电市场正在迎来新的发展期,特别是在节能减排、环境治理的趋势下,国家出台的一系列政策,使得风电产业站上了风口。 (一)我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来,全球资源环境约束加剧,气候变化日趋明显,风电越来越受到世界各国的高度重视,并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计,截至2013年年底,世界上开发风能的国家已经达到103个,年发电量达到6400亿千瓦时,占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富,在国家政策措施的推动下,经过十年的发展,我国的风电产业从粗放式的数量扩张,向提高质量、降低成本的方向转变,风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底,我国风电装机只有50万千瓦,排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦,占当年世界新增容量的45%;累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%,两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦;累计并网容量达到7716万千瓦,占全国电源总装机容量的%。今年1至9月,我国风电新增并网容量858万千瓦;到9月底,累计并网容量8497万千瓦,同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦,从而提前一年完成“十二五”规划目标,风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%,连续两年超过核电,成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 (二)财政优惠 根据财政部文件,为鼓励利用风力发电,促进相关产业健康发展,自2015年7月1日起,对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品,实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示,这项政策实际并非新政,2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时,就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂,因此,相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策,把之前的资源综合利用的目录作废,并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示,这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来,从国家发改委、国家能源局到国家电网公司,再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日,国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划,项目共计3400万千瓦,超出业界预期;5月下旬,国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》,对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区,不安排新项目。 (三)风电企业业绩逐步向好 近期,A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日,A股风力发电概念板块23家公司(以设备制造商为主)中,有9家已预告或发布中报业绩情况,除1家净利润变动幅度为负,其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中,

我国风电发展历程

我国风电发展历程 第一阶段研究实验阶段(50~60年代) 该阶段主要是我国风力发电机组技术发展的摸索试验阶段,并未得到实际的开发和应用,基本上处于摸索阶段。由于受当时经济和技术条件的限制,大多数机组在试运行时就损坏,并未能形成产品。不过这种初期阶段的摸索为后来研制风力发电机组提供了宝贵的经验。 第二阶段离网式风电发展阶段(60一80年代) 这一阶段主要是从离网式小风机的研发推广开始的。在国家科委等有关部委的领导和协调下,我国开始组织全国力量重点对小型风力发电机组进行科技攻关,促进小型风力发电机组商品化,并在内蒙等省!自治区组织示范试验和推广应用。这一阶段风电发展主要是解决农村无电地区的电力供应问题,这种离网式小风机对解决边远地区农!牧!渔民基本生活用电起到了重大作用。 第三阶段并网风电试点和示范阶段(80一90年代) 这一阶段的特点是我国政府开始重视对大型风电技术的开发和应用,并开始着手风电场的规划建设,使并网风电试点的数量由少到多,试点规模从小到大,试点的地域分布也逐渐扩大。从80年代中期开始,我国开始重点对中型和大型风力发电机组进行科技攻关。与此同时,引进国外大型风力发电机组,开始着手规划风电场的建设,进行试验示范。这一时期,我国风电场的建设得到了迅速发展。 第四阶段规模化发展阶段(90年代至今) 该阶段我国政府采取了一系列的活动推动了并网风电的发展,并采取了比较明确的激励政策和措施来推动风电的规模化发展,使风电产业规模扩大,风电技术的发展有了长足的进步,并取得了明显的经济效益和社会效益。辽宁、新疆、广东和内蒙古是我国风电发展最快的省份。经过多年实践,一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍渐渐形成,我国已基本掌握大型风电机组的制造技术,主要零部件国内都能自己制造。

中国风电发展现状与潜力分析

风能资源作为一种可再生能源取之不尽,中国更是风能大国,据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦,而且中国风能资源分布集中,有利于大规模的开发和利用。 据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带即西北、华北和东北的草原和戈壁地带;另一条是“沿海及其岛屿地丰富带,即东部和东南沿海及岛屿地带。 这些地区一般都缺少煤炭等常规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少,夏季风小、降雨量大,而风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。 一、风电发展现状据统计,从2017年开始,中国的风电总装机连续5年实现翻番,截至2017年底,中国以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一,较瓦,到2020年可达1.5亿千瓦。 (二)风电投资企业风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。 从风电开发商的分布来看,更向能源投资企业集中,2017年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例已高达90%,其中中央能源投资企业的比例超过了80%,五大电力集团超过了50%。 其他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10%,地方国有非能源企业、外企和民企大都退出,仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎,当年新增和累计在全国中的份额也很小。

从风电装机制造企业来看,主要是国内风电整机企业为主,2017年累计和新增的市场份额中,前3名、前5名和前10名的企业的市场占有率,分别达到了55.5%和发电;由沈阳工业大学研制的3mw风电机组也已经成功下线。 此外,中国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5mw的风电机组。 中国开始全面迈进多mw级风电机组研制的领域。 2017年,国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目,然而,华锐风电科技集团中标的上海东海大桥项目,用完全中国自主的技术和产品,用两年的时间实现了装机,并于2017年成功投产运营,令世界风电行业震惊。 (四)风电场并网运行管理目前,风电并网主要存在两大问题:风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。 它们使得风电发展受到严重影响。 对于这种电力上网“不给力的现况,国家和电网企业都在积极努力地解决好风电基地电力外送问题,除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿海等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外,其余各大风电基地就近消费一部分电力和电量之外的电力外送的基本考虑是:河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送入华北电网;2020年前后需要山东电网接纳部分电力和电量;蒙东风电基地近期送入东北电网和华北电网;甘肃酒泉风电基地和新疆哈密风电基地近期送入

中国风能发展前景广阔

中国风能发展前景广阔 中国目前正处在工业化和城市化发展阶段,现阶段经济增长需要有足 够的能源供应,同时还要满足环境约束。因此,开发新技术新能源,从而优化 能源结构,对中国是一个必须的选择。尤其是在中国石油对外依存不断增大(2010 达到55%),油荒、电荒、气荒等问题接连出现,中国政府提出在2005 年基础上减少40%-45%的碳强度目标的背景下,为了保障能源安全和应对气候变化问题,中国本身具有发展新能源产业的经济动力。 中国有非常丰富的可再生资源,新能源产业的规模迅速扩大。中国的风 能资源很丰富,发展潜力很大。如中国陆地风能(高度50 米)有23.8 亿千瓦,海洋风能大概有2 亿千瓦左右。近年在国家政策的支持下,发电产业取得 快速发展,2010 年底,中国投入运营的风电发电装机容量达到了41800 兆瓦,同比增长62%,超过美国,成为全球风电装机最大的国家。 中国成为风电大国,但还不是风电强国。 近年来,虽然中国风电产业取得了快速发展,但产业整体技术水平与市 场规模不相适应,自主研发不足,产品更新换代太慢等。虽然国内企业已基本 掌握兆瓦级风电机组的制造技术,许多主要零部件国内也能够自己制造。但 是,大功率风机的核心配件的核心技术基本上仍被国外厂商控制。中国的风电 设备制造业需要从技术上与风电规模相适应,做到大而强。 另外,电网接入技术也是制约中国风能发展的主要因素,风电间歇式发 电特点对电网容纳能力提出挑战。中国仅2010 年一年新增风电装机容量就达到1800 多万千瓦,累计装机容量突破了4400 万千瓦,而电网跟不上风电装机的快速发展。风电上网对电网的稳定、备用和长距离输送均有很高的要求,且具有

(完整版)我国风力发电的发展现状

我国风力发电的发展现状 我国是世界上风力资源占有率最高的国家,也是世界上最早利用风能的国家之一,据资料统计,我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW ,其中陆上可开采风能总量为253 GW ,加上海上风力资源,我国可利用风力资源近1000 GW 。如果风力资源开发率达到60% ,仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚,和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距,风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的,发展初期研制的风机主要为1 kW 、10 kW 、55 kW 、220 kW 等多种小型风电机组,后期开始研制开发可充电型风电机组,并在海岛和风场广泛推广应用,目前有的风机已远销海外。至今,我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场,并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底,我国风机装机容量已达到6.05 GW ,年发电量占全国发电量的0.8% 左右,比2000 年风电发电量增加了近10 倍,我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前,我国小型风力发电机组技术已相当成熟,建设速度也较快,特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟,已大量使用,并达到批量生产的要求。100 、 200 、300 、500 W 及1 kW 、2 kW 、5 kW 的小型风力发电机,年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展

我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口,通过多年来的开发研制,如今,大型风电机组的主要部件已基本实现国产化,其成本比进口机组低20% ~30% ,国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始,到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组,再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组,我国已建成一大批大型风力发电场,使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富,但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家,故我国的风力发电普及率还很低。在我国,还有一些无电村,其中部分地区风能资源丰富,应开发利用风力发电。 2 国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及,尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家,风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机,欧美国家政府加大补贴投入,鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元,到1980 年投资就增至6800 万美元;美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组,总装机容量达到3 MW ;1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴,政府拨款建立小型风轮机试验中心,承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末,全球共有大型风轮机近2 万台,总装机容量2 GW 。国际市场风力发电成本不断降低,有些条件较好的风力发电场,机组发电成本仅为8 美分/kWh ,风场运行维修费为1.5 美分/kWh 。从当前世界风力发电情况来看,无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量,200 ~500 kW 的中型风电机组都具有较大竞争

我国风力发电现状及发展趋势

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: 32 1νρts 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)

中国风电发展现状与潜力分析

中国风电发展现状与潜力分析 风能资源作为一种可再生能源取之不尽,中国更是风能大国,据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦,而且中国风能资源分布集中,有利于大规模的开发和利用。 据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地 区丰富带”即西北、华北和东北的草原和戈壁地带;另一条是“沿海及其岛屿地丰富带”,即东部和东南沿海及岛屿地带。这些地区一般都缺少煤炭等常规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少,夏季风小、降雨量大,而风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期 和丰水期有较好的互补性。 一、风电发展现状 据统计,从2017年开始,中国的风电总装机连续5年实现翻番,截至2017年底,中国 以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一,较 瓦,到2020年可达1.5亿千瓦。 (二)风电投资企业 风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。从风电开发商的分布来看,更向能源投资企业集中,2017年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例已高达90%, 其中中央能源投资企业的比例超过了80%,五大电力集团超过了50%。其他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10%,地方国有非能源企业、外企和民企大都退出,仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎”,当年新增和累计在全国中的份额也很小。从风 电装机制造企业来看,主要是国内风电整机企业为主,2017年累计和新增的市场份额中,前3名、前5名和前10名的企业的市场占有率,分别达到了55.5%和 发电;由沈阳工业大学研制的3mw风电机组也已经成功下线。此外,中国华锐、金风、 东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5mw的风电机组。中国开始全面迈进多mw级风电机组研制的领域。2017年,国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目,然而,华锐风电科技集团中标的上海东海大桥项目,用完全中国自主的技术和产品,用两 年的时间实现了装机,并于2017年成功投产运营,令世界风电行业震惊。 (四)风电场并网运行管理 目前,风电并网主要存在两大问题:风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风 的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。它们使 得风电发展受到严重影响。对于这种电力上网“不给力”的现况,国家和电网企业都在积极 努力地解决好风电基地电力外送问题,除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿海 等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外,其余各大风电基地就近消费一部分电力和电 量之外的电力外送的基本考虑是:河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送入华北电网;

2020风力发电行业趋势及存在的问题

2020年风力发电行业趋势及存在的问题 2020年

目录 1.风力发电行业前景趋势 (4) 1.1中东部和南方地区陆上风能资源开发加速 (4) 1.2海上风电建设加快 (4) 1.3行业协同整合成为趋势 (5) 1.4生态化建设进一步开放 (5) 1.5呈现集群化分布 (6) 1.6行业发展需突破创新瓶颈 (7) 2.风力发电行业现状 (9) 2.1风力发电行业定义及产业链分析 (9) 2.2风力发电市场规模分析 (11) 2.3风力发电市场运营情况分析 (12) 3.风力发电行业存在的问题 (15) 3.1零部件制造不平衡 (15) 3.2整机制造产能过剩 (15) 3.3技术有缺失、产品质量存隐患 (15) 3.4行业服务无序化 (16) 3.5产业结构调整进展缓慢 (16) 3.6供给不足,产业化程度较低 (17) 4.风力发电行业政策环境分析 (18) 4.1风力发电行业政策环境分析 (18)

4.2风力发电行业经济环境分析 (18) 4.3风力发电行业社会环境分析 (18) 4.4风力发电行业技术环境分析 (19) 5.风力发电行业竞争分析 (20) 5.1风力发电行业竞争分析 (20) 5.1.1对上游议价能力分析 (20) 5.1.2对下游议价能力分析 (20) 5.1.3潜在进入者分析 (21) 5.1.4替代品或替代服务分析 (21) 5.2中国风力发电行业品牌竞争格局分析 (22) 5.3中国风力发电行业竞争强度分析 (22) 6.风力发电产业投资分析 (23) 6.1中国风力发电技术投资趋势分析 (23) 6.2中国风力发电行业投资风险 (23) 6.3中国风力发电行业投资收益 (24)

中国发展速度最快的风电

中国已经成为全球发展速度最快的风力发电市场,过去7年年平均增长速度达到56%。截止2008年底,全国风电装机已超过1000万千瓦。其中,2008年新增风电装机400多万千瓦,我国风电装机总量已位居世界第五。按目前的发展速度,要不了几年,中国风电装机就会达到两千万至三千万千瓦,位居世界第一。我国陆上10米高度风能资源技术可开发量为2.79亿千瓦。加上近岸海域可利用风能资源,共计约10亿千瓦。目前,全国发电装机约8亿千瓦。2007年9月中国政府发布的《可再生能源中长期发展规划》中提出的目标是,到2020年,全国风电总装机容量达到3000万千瓦。然而,国家发改委目前正在酝酿的目标计划是,要按照融入大电网、建设大基地的要求,力争用十多年的时间,在甘肃、内蒙古、河北、江苏等地形成几个上千万千瓦的风电基地,实现2020年供电装机规模1亿千瓦。在国家的政策扶持下,目前风电设备的国产化率已经远超过70%。此外,在2008年下半年经济萧条的局面下,在新增1000亿元的中央投资中,已确定有8亿元将用于我国核电和风电装备技术改造的补助。 无论从绝对装机容量还是从占总发电量的相对比例看,我国风电行业目前还基本处于初级发展阶段,高成长态势仍会延续。配额政策极大调动了发电集团发展风电的积极性,虽然电力行业现金流暂时出现紧张,但没有影响其对风电行业前景的预期,最终结果可能会大大超出其配额比例;我国风能资源丰富,为了对其有效开发,国家提出了“风电三峡”的概念,这将加快国内风电资源开发的进程;随着国家新能源政策的逐步落实,风电场经营已基本能保本或盈利,这成为行业发展的内在动力;进口替代和出口潜力也为我国风机企业预留了很大的发展空间。 供应链紧张是制约当前风电行业发展的重要因素,但从近年来零部件厂商产能扩张速度来看,预期叶片、发电机、齿轮箱、轴承等零部件供应能力在2009-2010年会明显好转。在未来行业整合过程中,具备较强的自主创新能力、先发规模优势以及质量控制好的整机企业会最终笑到最后,而只停留在概念上的大多数后进入者将面临淘汰。随着供应链预期好转,今后整机厂商产业链控制能力将逐步加强,对上游零部件企业的议价能力也将提高,在钢材等原材料价格大幅下降的情况下,零部件厂商也将面临产品价格下调的预期;随着兆瓦级机组规模效应的体现,转型期出现的量小且生产经验不足导致毛利率低下的状况也将得到逐步解决,行业盈利能力提升值得期待。 风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大,全球风能资源总量约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦,开发利用潜力巨大。 随着全球经济的发展,风能市场也迅速发展起来。2007年全球风能装机总量为9万兆瓦,2008年全球风电增长28.8%,2008年底全球累计风电装机容量已超过了12.08万兆瓦,相当于减排1.58亿吨二氧化碳。随着技术进步和环保事业的发展,风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。 “十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。2006年,中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦,成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2008年中国新增风电装机容量达到719.02万千瓦,新增装机容量增长率达到108.4%,累计装机容量跃过1300万千瓦大关,达到1324.22万千瓦。内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富,风电产业发展较快。 进入2008年下半年以来,受国际宏观形势影响,中国经济发展速度趋缓。为有力拉动内需,保持经济社会平稳较快发展,政府加大了对交通、能源领域的固定资产投资力度,支持和鼓励可再生能源发展。作为节能环保的新能源,风电产业赢得历史性发展机遇,在金融危机肆虐的不利环境中逆市上扬,发展势头迅猛,截止到2009年初,全国已有25个省份、直辖市、自治区具有风电装机。

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ; current situation ; developing trend 0 引言 风电古老而现代,但之所以到近代才得以发展,是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在:(1)风本身随机性大且不稳定,对其资源的准确测量与评估存在误差;(2)风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化,设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统,并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难;(3)风为间歇式能源,有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化,在与电网连接时,需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外,在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状 现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备,通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置,用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。

率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式( Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF)和变速恒频发电方式(Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF)两种。 恒速恒频发电方式,概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”,常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时,风力机保持恒速运行,转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化,功率系数C p不可能保持在最佳值,不能最大限度地捕获风能,效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机(双馈异步发电机或低速永磁同步发电机)”,采用变桨距结构,启动时通过调节桨距控制发电机转速;并网后,在额定风速以下,调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能;在额定转速以上,采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠,但其发电效率较低,而且由于机械承受应力较大,相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出,采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速,使之始终在最佳转速上运行,捕获最大风能[2]。 2 风力发电技术发展趋势

浅谈风力发电技术的现状及发展前景

浅谈风力发电技术的现状及发展前景 摘要:主要介绍了风力发电机的主要组成、种类、我国风力资源的分布情况、发展前景、风力发电的优越性,以及我国风力发电亟待解决的问题。 关键词:风力发电;资源分布;风机的分类;发展前景 风能是一种可再生的清洁能源,近30年来,国际上在风能的利用方面,无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW,叶轮直径达到126m。今后,国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。 1 风力发电机的主要组成 1.1 小型风力发电机 小型水平轴风力机主要组成部分有:风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、逆变器等。 (1)风轮 风轮是风力机从风中吸收能量的部件,其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。水平轴风力发电机的风轮是由1~3个叶片组成的。叶片的结构形式多样,材料因风力机型号和功率大小而定,如木心外蒙玻璃钢叶片、玻璃纤维增强塑料树脂叶片等。 (2)发电机 在风力发电机中,已采用的发电机有3种,即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机,发出的交流电通过整流装置转换成直流电。 (3)塔架 塔架用于支撑发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加,塔架越高,风轮单位面积捕捉的风能越多,但造价、安装费等也随之加大。 (4)调向机构 垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风,因此不需要调向机构。对于水平轴风力机,为了得到最高的风能利用效率,应用风轮的旋转面经常对准风向,需要对风装置。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。 (5)限速机构 当风速高于风力机的设计风速时,为了防止叶片损坏,需要对风轮转速进行控制。 (6)贮能装置 贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。 (7)逆变器 用于将直流电转换为交流电,以满足交流电气设备用电的要求。 1.2 大型风力发电机组 大型风力发电机组由两大部分组成:气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴,其功能是驱动发电机转子,将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网,其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来,又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组(无增速齿轮箱)。 2 风力发电机的种类

风力发电简介及其在中国发展现状分析

历史 风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面……现在,人们感兴趣的,首先是如何利用风来发电。 风是一种潜力很大的新能源,人们也许还记得,十八世纪初,横扫英法两国的一次狂暴大风,吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船,并有数千人受到伤害,二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论,风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦;一马力等于0.75千瓦)的功率!有人估计过,地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。 利用风力发电的尝试,早在本世纪初就已经开始了。三十年代,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用,它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过,当时的发电量较低,大都在5千瓦以下。目前,据了解,国外已生产出15,40,45,100,225千瓦的风力发电机了。1978年1月,美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机,其叶片直径为38米,发电量足够60户居民用电。而1978年初夏,在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置,其发电量则达2000千瓦,风车高57米,所发电量的75%送入电网,其余供给附近的一所学校用。 原理 把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。 风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速

(完整版)我国风力发电的发展现状

我国风力发电的发展现状我国是世界上风力资源占有率最高的国家,也是世界上最早利用风能的国家之一,据资料统计,我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW,其中陆上可开采风能总量为253 GW,加上海上风力资源,我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%,仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚,和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距,风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的,发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW 等多种小型风电机组,后期开始研制开发可充电型风电机组,并在海岛和风场广泛推广应用,目前有的风机已远销海外。至今,我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场,并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底,我国风机装机容量已达到6.05 GW,年发电量占全国发电量的0.8%左右,比2000 年风电发电量增加了近10 倍,我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前,我国小型风力发电机组技术已相当成熟,建设速度也较快,特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟,已大量使用,并达到批量生产的要求。100、200、300、500 W 及1 kW、2 kW、5 kW 的小型风力发电机,年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展

我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口,通过多年来的开发研制,如今,大型风电机组的主要部件已基本实现国产化,其成本比进口机组低20%~30%,国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始,到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组,再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组,我国已建成一大批大型风力发电场,使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富,但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家,故我国的风力发电普及率还很低。在我国,还有一些无电村,其中部分地区风能资源丰富,应开发利用风力发电。 2国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及,尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家,风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机,欧美国家政府加大补贴投入,鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元,到1980 年投资就增至6800 万美元;美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组,总装机容量达到3 MW;1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴,政府拨款建立小型风轮机试验中心,承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末,全球共有大型风轮机近2 万台,总装机容量2 GW。国际市场风力发电成本不断降低,有些条件较好的风力发电场,机组发电成本仅为8 美分/kWh,风场运行维修费为1.5 美分/kWh。从当前世界风力发电情况来看,无论从风机容量投资、

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