風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展
發(fā)布時(shí)間：2016-12-12 15:48

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

風(fēng)力發(fā)電電源由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組組、支撐發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī);風(fēng)輪中含葉片、輪轂、加固件等組成;它有葉片受風(fēng)力旋轉(zhuǎn)發(fā)電、發(fā)電機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)等功能。風(fēng)速選擇:低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)能有效提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速區(qū)域的風(fēng)能利用，在年平均風(fēng)速小于3.5m/s,且無臺(tái)風(fēng)的地區(qū)，推薦選用低風(fēng)速產(chǎn)品。

據(jù)《2013-2017年中國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2012年5月各發(fā)電機(jī)組類型發(fā)電量情況:按發(fā)電機(jī)組類型來看:水電發(fā)電量2226億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)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(shí)，同比增長(zhǎng)4.1%，增速繼續(xù)回落;核電發(fā)電量394億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)12.5%，增速低于上年同期;風(fēng)力發(fā)電量424億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)24.2%，仍維持較快增長(zhǎng)。

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

現(xiàn)狀

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

《中國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全景評(píng)估與發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》分析中國(guó)巨大的風(fēng)電市場(chǎng)以及廉價(jià)的勞動(dòng)力成本，吸引了大量國(guó)外風(fēng)電巨頭紛紛在中國(guó)設(shè)廠，或采取與國(guó)內(nèi)企業(yè)合資的方式，生產(chǎn)的產(chǎn)品都被貼上了中國(guó)制造的標(biāo)簽。中國(guó)制造的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品占據(jù)越來越大的市場(chǎng)份額，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品正在經(jīng)歷一個(gè)由全球制造向中國(guó)制造的轉(zhuǎn)變。

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國(guó)的重視。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億千瓦。近5年來，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年都以40%的速度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來20-25年內(nèi)，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將遞增25%。現(xiàn)在，風(fēng)能發(fā)電成本已經(jīng)下降到1980年的1/5。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。隨著電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的電力企業(yè)越來越重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是產(chǎn)業(yè)環(huán)境的深度研究。

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

本項(xiàng)目旨在對(duì)制約我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)控制和風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)兩大技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行研究，研制出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的2.0MW風(fēng)電機(jī)組主控、變槳距、變流系統(tǒng);搭建控制系統(tǒng)仿真試驗(yàn)平臺(tái)以及變流器全功率試驗(yàn)平臺(tái)。開發(fā)出風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)全動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，有效解決風(fēng)電并網(wǎng)電能質(zhì)量問題，搭建風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)全動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置試驗(yàn)平臺(tái)。同時(shí)開發(fā)出風(fēng)電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)為風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行提供保障。

優(yōu)勢(shì)

由于風(fēng)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(fēng)電的快速發(fā)展需要國(guó)家政策的大力扶持。縱觀風(fēng)電發(fā)展迅速的國(guó)家如德國(guó)、西班牙、印度，無一例外地都給予風(fēng)電產(chǎn)業(yè)巨大的政策優(yōu)惠。中國(guó)對(duì)風(fēng)電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對(duì)象也由過去的注重發(fā)電轉(zhuǎn)向了注重扶持國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造。國(guó)家的政策支持將是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)迅猛發(fā)展的根本保障，隨著中國(guó)國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)設(shè)備的自主制造能力不斷加強(qiáng)，國(guó)家的政策支持力度也將越來越大，風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)面臨難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。

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

工作方式

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電時(shí)，都要保證輸出電頻率恒定。這無論對(duì)于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電還是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電都非常必要。 要保證風(fēng)電的頻率恒定，一種方式就是保證發(fā)電機(jī)的恒定轉(zhuǎn)速，即恒速恒頻的運(yùn)行方式，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)由風(fēng)力機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以這種方式無疑要恒定風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種方式會(huì)影響到風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率;另一種方式就是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速隨風(fēng)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(yùn)行。風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)跟葉尖速比(葉輪尖的線速與風(fēng)速的比值)有關(guān)，存在某一確定的葉尖速比，使Cp達(dá)到最大值。因此，在變速恒頻運(yùn)行方式下，風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常用變速恒頻法保證輸出頻率恒定。

安裝選址

風(fēng)速及風(fēng)向的變化對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量有著較大的影響，通常，塔架越高，風(fēng)速越大，氣流越平穩(wěn)，發(fā)電量越大。因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dāng)?shù)匾?guī)劃要求以及建筑和樹木這些障礙物等因素。風(fēng)機(jī)安裝與選址具體要求如下:

風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(tái)風(fēng)機(jī)的安裝應(yīng)保持在8~10倍風(fēng)輪直徑的距離;風(fēng)機(jī)選址應(yīng)避開紊流。選擇年平均風(fēng)速較大的地區(qū)，具有較穩(wěn)定的盛行風(fēng)向，且風(fēng)速的日變化與季變化小;

風(fēng)機(jī)高度范圍內(nèi)的垂直方向的風(fēng)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(shí)安全是首要關(guān)注的。因此，即使是在一個(gè)風(fēng)速資源較不理想的地方安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，安裝時(shí)風(fēng)輪葉片不得旋轉(zhuǎn)。