风力发电的发展状况与发展趋势论文_董强

风力发电的发展状况与发展趋势论文_董强

(晋能清洁能源风力发电有限责任公司 山西省太原市 030000)

摘要:近几年,全球变暖问题一直困扰着人们,世界各国都认识到低碳环保理念的重要性,开始着手研发更为环保的能源资源。风能作为一种清洁无污染能源,有着异常广阔的发展前景,得到了世界各国的大力重视。随着世界各国大力推广风力发电技术,其运行成本也不断下降,但要想真正掌握风力发电行业的核心技术与特殊技术依然存在着一定问题,严重影响了风力发电技术的快速推广,文章针对风力发电的发展状况与发展趋势进行了详细的阐述,内容仅供参考。

关键词:风力发电;发展状况;发展;趋势

导言

近年来能源供应日益紧张,环境污染问题日益突出,因此国家对新能源的重视程度与日俱增,风能作为一种清洁高效的能源已经成为利用的重点。我国有绵长的海岸线,大片的草原戈壁,风力资源十分丰富。随着我国对风力发电投入力度的不断加大,风力发电近年来发展十分迅速,已经成为一种重要的能源供应,风电技术也得到了迅速发展。截至2013年底,我国风力发电新增装机容量达到1.6万MW,累计装机容量达到9.1万MW,新增装机容量和累计装机容量都达到世界前列。

1风力机与风力发电技术的发展史

风能是最早使用的能源之一。早在公元前 2000 年,轮船和风车就出现在埃及和波斯等国家,而在中世纪,荷兰和美国则拥有用于灌溉的风车的水平轴。中国是世界上最早使用风能的国家之一,早在 1800 年前就已在中国记录在案。1890年,丹麦的 P 拉圭尔开发了风力涡轮机,1908 年,丹麦建造了数百个小型风力发电场。从 20 世纪初到 20 世纪末,一些国家的风力资源开发仍处于小规模利用阶段。

2 风力机的种类

风力涡轮机是将风能转化为电能的设备,并且考虑到各种各样的风力涡轮机,它的分类也是多样的。根据叶片的数量,单叶,双叶,三叶,四扇叶和多片叶片;根据主轴和地面的相对位置,水平轴,纵轴(纵轴)类型;根据叶片的工作原理,升力和阻力类型。目前的风轮机三叶水平轴型是很大的。

3风力发电技术现状

自第二次工业革命完成以后,北欧地区出现首个现代风力发电机,而直到上世纪80年代,风力发电机组的电气控制才能够实现。近几年,全球风力发电迈入飞速进步推广时期,在褪去技术上的稚嫩,突破使用上的桎梏后,欧美各国不断颁布可持续能源奖励机制,促使目前风力发电行业生机勃勃,其前景不可估量。美国和加拿大是西半球的发达国家,雄厚的资金实力和新鲜的奖励刺激使其成为风能利用最佳的地方。美国各州有 6 成以上开始利用风能资源,其风力发电的总装机容量可以供应 160 万个中等家庭的日常用电。

西班牙在本土安装的风电机组,配置中速齿轮箱和永磁同步发电机及全功率变流器,可以使机组低功率运行,提高利用率;配置多变量控制系统配合独立叶片变桨控制,能够降低机组荷载,延长服务寿命。美国制造巨擘 GE 推出的机型使用最新的功率变流器结构,在控制上研发出“动态无功控制(Wind-VAR)”,能向电网提供无功并稳定电压。欧洲发展和应用全功率变流并网技术,提高风能利用范围,改善电能质量。

站在控制和运行这两个角度看风电技术的进展,能把风力发电系统分成变速恒频和恒速恒频。恒速恒频风力机在风电发展起始阶段多为使用,其定桨距角的控制策略造成的低利用率已成为最大短板,不能匹配目前的风电产业进程。由此,更加先进的变速恒频系统(VSCF,Variable Speed Constant Frequency)诞生。另外,变速恒频系统能采用脉宽调制技术(Pulse Width Modulation,PWM),此时不仅能够增强开关的使用寿命,而且可以提高风能的使用效率。

风力的随机和不可控和电网严格要求的安全运行在本质上是矛盾的。由此,在目前和未来的设计规划中,应该通过分析风电电源特性、预测评估风电对电网的影响,全面提升既有电网的风电接纳能力,促使此矛盾在安全运行的界线内实现最佳调解。

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4我国风力发电的发展状况及存在的问题

4.1 我国风力发电状况

从当前我国风力发电的整体情况来看,我国风力发电起步并不是非常的晚,但我国风力发电步伐却比较缓慢,促使风力发电并没有取得非常突破性的成就,致使我国风力发电与世界风力发电存在很大差距。我国风力发电是于1995 年电力部提出的,但在此之后对于风力发电并没有得到良好的发展,这使得我国在2004 年风力发电装机总容量才达到76.4×10 4 kW,仅占全国电力装机的0.14%。如此可以充分的说明我国风力发电是远落后于世界风力发电水平的。但是随着我国经济水平的发展,目前我国政府已近认识到了风力发电的重要性,加大了风力发电的研究和发展,这使得国家电力部积极吸取国外风力发电技术,总结风力发电经验,积极在我国内蒙古等地区开发建立能源基地,开发风能,促进风力发电。

4.2 我国风力发电存在的问题

4.2.1 风力发电存在体制障碍

之所以说我国风力发电存在体制障碍,主要是我国所制定的的风力开发投资体制、国产化风机激励机制、政府风力发电采购政策的存在,促使一些企业在开发风力发电产业的过程中在某些方面上容易受到限制,促使企业风力发电产业开发难度大。这一情况的存在在一定程度上阻碍了我国风力发电的发展。

4.2.2 风力发电设备国产化水平低

由于我国风力发电设备研究技术有限,促使我国风力发电设备市场被进口市场所垄断此种情况下,我国要想开发风力发电就需要高价购买进口风力发电设备,这大大提高了我国风力发电成本,促使发电部并不是认可风力发电,如此便阻碍了我国风力发电的发展。但总体来说,还是因为风力发电设备国产化水平低,才阻碍了我国风力发电的发展。

5国内风力发电的发展趋势

5.1风电设备行业的发展趋势

现在,国内风电设备行业已经初具规模,至 2010 年,国内的风电整机制造企业开始展开激烈竞争,主要通过价格优势、技术路线以及规模效应等方式抢夺市场份额,价格竞争的白热化除大大提升了设备的研发与制造能力外,还大幅度降低了风电的价格,缩小了风电与火电的价格差。预计在未来几年内,国内的风电设备行业将被进一步整合与兼并,市场上设备制造企业的数量将呈现出锐减的趋势。

5.2技术发展趋势

在技术领域,风电设备将朝着大容量、低风速和高效率的方向上不断发展,而在制造技术上,则会不断追求基础元器件以及制造材料方面的突破,并且国产设备也将逐步取代进口设备成为国内市场的主流。

5.3市场发展趋势

目前我国对新能源发展的支持力度越来越大,在风电产业发展中也给予了一定的政策倾斜和财税补贴,所以目前国内风电产业的发展异常活跃,发展步伐越来越快,发展范围也越来越广阔,可以说发展前景一片大好,据估计到 2020 年我国风电装机容量将达到 1.8 亿 kW,届时风能发电将成为我国电力系统重要的组成部分。此外,鉴于小风场建设和低风速风资源开发的重要性,海上发电已经成为当前风能发电中的新生力量,并且其还在一定程度上决定了我国未来风力发电产业的发展速度,据国内沿海各省的规划,截止到 2020 年我国海上风电装机容量将达 3280 万 kW。

结束语

风能作为清洁的可再生能源,具有大规模开发、利用的前景。本文对国内外风力发电现状进行分析,并对我国风电发展中存在的问题进行阐述。虽然我国的装机容量在不断增加,但是与发达国家相比,我国的风电行业发展仍然存在着一定的差距。在以后对风电的规划和投资中,还应做到因地制宜。

参考文献:

[1]刘波,贺志佳,金昊 . 风力发电现状与发展趋势 [J]. 东北电力大学学报,2016,36(02):7-13.

[2]周超,朱熀秋,魏杰等 . 我国风力发电发展现状和问题分析 [J].能源研究与信息,2012,28(02):69-75.

[3]黄加明.风力发电的发展现状及前景探讨[J].应用能源技术,2015(04):47-50.

论文作者:董强

论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期

论文发表时间:2018/10/14

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