风力发电技术现状及关键问题分析论文_郑哲

风力发电技术现状及关键问题分析论文_郑哲

(国家电投集团山西新能源有限公司 山西省太原市 030006)

摘要:随着全球化经济的飞速发展,低碳环保理念也开始受到国家的重视,并应用到各行各业中,尤其是在能源企业的发展中,更加重视清洁新能源的研发,风力发电技术作为绿色能源的重要组成部分,能源企业应不断地对风力发电技术进行研究,为国家的新能源开发做出巨大的贡献。本文介绍了风力发电技术应用的必要性,阐述了风力发电技术在我国的发展现状,并从各个方面对风力发电技术的关键问题进行科学合理的探究,给风力发电技术现状及关键问题分析带来积极的指导意义。

关键词:风力发电技术;现状;问题

一、我国风电产业的发展现状

人们对风能的利用历史非常久远,自古就有利用风力运输、泵水等机械。而利用风力发电则可追溯到19世纪。经过长期的发展,风力发电技术已经实现了现代化,并不断成熟与完善,大型发电机也越来越普及。

我国风力发电技术起步于上世纪50年代,发展时间较短,主要是小型风力发电场,并经历了一个停滞期。关键制造工艺和制造材料还无法全部实现自主生产,而在风力发电机组制造、电力并网等关键技术,还依赖于进口。这就导致我国大型风力发电场建设的成本较高,核心技术受制于人,影响了风力发电事业的快速发展。直到90年代,才进入一个新的发展时期,进入逐步推广阶段,随即进入扩大建设规模阶段,风电场规模和电机容量不断增大。

当前,我国风力发电技术在几十年进步的基础上,风力发电机容量不断增加,装机规模逐渐扩大,风电事业的投资水平超过了以往任何一个时期,风电的作用越来越明显。尤其是我国大力发展以风能和太阳能发电为代表的新能源战略后,风力发电技术不断创新,研发成果频出,海上发展风电场的规模实现了新突破,且技术水平稳定发展,呈现出赶超部分国家水平的趋势。如“甘肃电网风电实时监测与超短期风电功率预测系统”、“甘肃电网接入大规模风电后的系统稳定及运行控制技术研究”、广东明阳的阿罗丁技术(主控系统PLC技术)等均属自主产权,达到国际先进水平,部分成果达到国际领先水平。

1、我国风能资源丰富

我国幅员辽阔,陆地边疆总长超过2万公里,海岸线总长也在1.8万公里以上, 据气象部门的调研资料显示我国风能资源丰富,仅可供开发利用的陆地风能资源便高达253GW,而可供开发利用的海洋风能资源更是陆地风能资源的3倍之多。可以说从东南沿海到西北川藏、青藏高原地区,都蕴藏了丰富的风能资源。据统计,年平均风速在6m/s以上地区占我国国土总面积的l%,风能资源极其丰富,位居世界第三。

2、国内风力发电发展迅猛

早在2009年我国新增风能发电项目及发电量已经稳居世界第一位,近年来更是一直保持较高的发展速度,仅2010到2012两年时间内,我国便有20座风电场相继建成,并且每座风电厂的发电容量都在100MW以上。据相关统计资料显示,我国风能发电潜力更是高达10亿kW,不仅发展速度快,更具有广阔的发展空间。

二、风力发电技术的关键问题分析

1、风力资源分布不均

风力发电主要是将风力资源转变为电力资源,而风力资源的是否重组也将直接影响到风力发电技术的运行效果。而根据我国风力资源的分布情况来看,风能区域主要集中在西北部地区、东南沿海地带,也使得这些地区的风力发电较为集中,再加上能源公司的密集,这些区域将会造成电能发电过剩或产生窝电的现象,而且还会出现电能远距离运输的问题。

2、风力发电机组的单机容量不够

就我国目前的风力发电现状来看,据估计到2020年我国风电装机容量将达到 1 .8 亿kW,虽然说在装机容量上有很大的进步,但因为我国风力发电发展过快,一些理论知识体系和实践经验还远远不够,不能科学精细的进行载荷极限的计算工作。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆风力发电中单机容量的大型化不仅能够降低整个风力发电的投入成本,还能增强其单位面积的装机容量与发电效率,因此风力发电大型机组的发展与应用将是未来风力发电的必然方向。

3、我国风电产业链极其不完整

随着我国风电事业的大力发展,投资商的投资重点主要在风电机组的制造组装以及风电场建设方面。我国主要的机械类零部件发展迅速,而一些核心部件的发展却比较慢。电气控制柜的PLC及其卡件,集电环系统等核心部件仍然主要由国外供给。同时,对于实际工况的变化,基本上不具备风电机组整机设计技术的条件。对于咨询、运输、安装、维护、监测和认证等技术服务行业仍然没有形成有效的体系,严重影响了风能产业的规模化发展。

4、发电机组安全性能不足

风力发电机组是风力发电系统的重要组成部分,其运行的效率以及安全性将直接影响到风力发电系统的运行效率。现阶段由于风力发电技术推广的不足,很多地区的风力发电技术的改革不到位,风力发电机组的安全性能不高,经常会出现风力发电机组事故问题,从而给风力发电系统的正常运行造成极大的影响,风力发电系统的整体安全性、稳定性下降,不利于新能源公司的可持续发展。

三、解决风力发电所存在问题的途径

1、加大对风电技术的研究力度

具体来说,主要表现为以下几个方面:①对于那些风能密度较大的区域,可以使用调节功率的方式,有效提升发电功率,保护发电机组免受损害;②在具体调节过程中,可通过定桨距失速型风机实现对风电功率的合理控制;③对于风资源分布不理想的区域,可借鉴光伏的储能技术,不仅能实现不同环境下对电能的合理利用,还能增加一定的机组容量。因此,加强风电技术的研究对提升风力发电技术水平具有重要意义。

2、加大能源政策的支持

为了促进风力发电的可持续发展,国家应针对可再生能源的发展制定相应的政策,同时还应针对不可再生资源的破坏问题进行治理,这样才能保证社会的可持续发展。另外,作者建议应针对可再生资源的利用实施相应的立法规范,加大对可再生能源的宣传力度,为可再生能源的开发奠定基础,促进我国风力发电的快速发展,而且,在得到国家能源政策上的支持后,也能促进我国风力发电技术的发展。

3、推动风电的产业化

风电发展属于较为新兴的科技,还没有达到产业化,在发展的过程中,只有实现风电产业化,才能够使风电发展进入新的时期。在风电的发展过程中,随着科技的发展,风电单机的容量不断变大,而且使单机能量的成本更低。

风电技术的商业化,能够降低风电单机的运行成本、提升风能的利用效率。通过产业化能够促进风机的技术的创新,美国的可再生能源开发了新兴叶片,能够对风能进行有效的捕获。而且采用结构动力学,对封禁进行改进设计,使风机的质量提升,成本降低,而且提升了整体的可靠性,降低了维修费用。

结语

在低碳环保理念贯彻下,对新型能源的开发也越来越重视,而且,新型能源的应用也越来越广泛,而风力发电技术作为低碳经济能源开发的重要组成部分,在未来的发展中也将体现出其新的内涵和意义。因此,为进一步提升我国风力发电技术水平,还需要采取合理措施进一步提升技术人员专业技能、积极引进发达国家先进理念和技术,加大自主创新力度,为此为我国风力发电的健康、可持续发展打下良好基础。

参考文献

[1]杜刚,党晓强,刘华.新世纪风力发电技术中的若干问题分析[J].电气时代,2011(03).

[2]耿华,周宏林.并网型风力发电技术的现状及发展[J].变频器世界,2008(12).

[3]姚兴佳,王士荣,董丽萍.风力发电技术讲座(一)风力发电技术的发展与现状[J].可再生能源,2014(01).

[4]董爽.风力发电技术现状及关键问题分析[J].才智,2016,(06).

论文作者:郑哲

论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期

论文发表时间:2018/10/17

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