淺談風力發電（diàn）及其發展

風力發電係統（wind power generation ）通過風力發電機實現，利（lì）用風力帶動 風（fēng）車葉片旋轉，再（zài）透過增速機將旋轉（zhuǎn）的速度提升，來促使發電機發電。目前我國的風力發電技術 還與國（guó）外有一定差距，但是發展很快（kuài），無論（lùn）是發展規模上還是（shì）發（fā）展水平（píng）上。
　　21世紀是可（kě）在（zài）生能（néng）源的世紀，由於風能（néng）非常豐富，價格（gé）非常便宜，又不會枯竭，還可以（yǐ）在大範圍內（nèi）獲取，幹淨為汙染（rǎn），不會對氣候造成（chéng）影響（xiǎng）。因此風力發電具有極（jí）大的推廣價值。
　　1.風能利用潛力
　　風能是地球（qiú）上重要的可再生能源之一，它具有儲藏量巨大、可在生、分布廣、無汙染 的特性，是（shì）我國乃至世（shì）界可再生能源開（kāi）發利用的重點。目（mù）前，風力發電是（shì）風能利用的主要形式，受（shòu）到各國的高度重視，並且正在飛速發展與熱力發電設施（shī）有所區別，風力發電不需冷卻水，使用風力發電可是（shì）公用水係統用（yòng）水減少17%，等價於不需在建設80GW新的燃煤電廠。風力發電無需燃燒燃料，更不會產生輻射和空氣汙染；另外，從經濟的角度（dù）講，風力儀器要比太陽能儀器便宜90%多。我國風能儲（chǔ）量相當大，分布（bù）麵廣（guǎng），甚至比水能還豐（fēng）富（fù）。合理利用風（fēng）能，既能解決目前能源短缺的壓力，又能解決環境汙染問題。風能還是極為清（qīng）潔高效（xiào）的能源。每10MW風電入網可節約3.73t煤炭，同時減少排放粉（fěn）塵0.498t、CO29.35t、NOX 0.049t和上SO2 0.078t。例如，2000年，我（wǒ）國風力發電9.65億千瓦時，共節煤35萬t；2002年德國風（fēng）力發（fā）電170千瓦時，節煤442萬t，減（jiǎn）少CO2排放1428萬t。


　　我國能源（yuán）資源雖然豐富但是人均（jun1）資源先對匱乏，遠低於世界平均水（shuǐ）平（píng）。2000年全國人均煤，石油，天然氣（qì）可采儲量與人均水電資源（yuán）占世界（jiè）平均值的（de）55.4%、11.1%、4.3%和70%。隨著我國經濟的快速發展，能源瓶頸（jǐng）對經濟發展的製約越來越明顯。預計我國（guó）國內能源供應的缺口（kǒu）量，在21世紀初期將超過100Mt標（biāo）準煤，2030年為250Mt標準煤，到2050年為460Mt標準煤（méi），大約占（zhàn）年供（gòng）應需求量了10%，因此未來我國能源供應形勢不（bú）容樂觀。正（zhèng）是這種能源短缺的局麵給風力風力帶來了前所未有的機遇與挑戰。
　　2.風力發電的關（guān）鍵技（jì）術
　　風（fēng）力發（fā）電係統中的兩個重要（yào）部件是風（fēng）力機和發電機。風（fēng）力機麵臨著變（biàn）漿距調（diào）節技術難題，發電機麵臨著變頻恒速發電技術難題。這是當今風力發電（diàn）的最為核心（xīn）的技術，也是（shì）現代風力發電係統技術大的發（fā）展趨勢。
　　2.1風力機的變（biàn）槳距調節
　　風力機通過風輪捕獲風能，並將風能轉換為作用在輪轂（gū）上的（de）機械轉矩。變槳距調節方式是通（tōng）過改變（biàn）葉片迎風（fēng）角與縱（zòng）向旋轉軸的夾角，影響（xiǎng）葉片（piàn）的受力（lì）和阻力，限（xiàn）製大風時風輪輸出功率的增加，保持輸出功率的恒定。采用變槳距調節方（fāng）式，風力機輸出功率（lǜ）曲線比較平滑。在額定風速以下時，控製器將葉片攻角置於零度附近，不做（zuò）變化，近（jìn）似（sì）等（děng）同於定槳距調節；在額定風速以上時控製器調節葉片攻角，控製輸出功（gōng）率在額定範（fàn）圍（wéi）之內（nèi），變槳距風力機的（de）啟動速度比定槳距風力（lì）機的低，停機時傳遞衝擊應力相對比較緩和。由（yóu）於變（biàn）槳距風力機受到的衝擊比定槳距風（fēng）力機要小的多，可減少材料使用率，降低風輪的（de）重（chóng）量與（yǔ）成本。且變槳距風（fēng）力機在低風速時可以使槳葉維持良好的攻角，比定（dìng）槳距風力機有（yǒu）更高的（de）能量輸出。因此，變槳距風力機適（shì）合於平均風速較低的地區使用安裝。另外，當風（fēng）速達（dá）到一定值時，定槳距風力機必（bì）須停機，而變槳距（jù）風力機可（kě）以將槳葉調到全翼展開無負（fù）載模式，無需停機，進而提高了發電時間。
　　對陣風反應要求（qiú）靈（líng）敏是變槳距風力機的主（zhǔ）要缺點。定槳距風力（lì）機由於風的震動引起的功率脈動比較小，而變槳距（jù）調節風力機則較大，尤其是采用變距方（fāng）式（shì）的恒（héng）速風力發電機，這（zhè）種現（xiàn）象更明顯。要想克服這個（gè）困難，就必須使變槳距係統的反（fǎn）應速度加快。
　　2.2變速恒頻（pín）風力發電機
　　變（biàn）速恒頻（pín）風力發電機常采用交流勵磁雙饋型發（fā）電（diàn）機。它的結構與繞線型感應發電機類似（sì），隻是轉（zhuǎn）子繞組上加有滑環和電刷，這樣一來，這樣轉子的轉速和勵磁（cí）的頻率有關（guān），從而，使得雙饋型發電機的內部電磁關係既不同與異步發電機，又不同於同（tóng）步發電機，但它卻具有異步發（fā）電機和同步發電機的某（mǒu）些特（tè）性（xìng）。
　　交流勵磁雙饋變速恒頻風力發電機不僅可以通過控製交流勵磁（cí）的幅值，相位，頻率來實現變速恒（héng）頻，還可以實現有功（gōng），無功功率控製，對（duì）電網而（ér）言還能起到無功補償的作（zuò）用。
　交流勵磁雙饋變速恒頻風力發電機有如下優點：
　　①原動機可以在一定範圍內變速（sù）運（yùn）行，簡化了調整裝置，減小了變速調節時的機械應力。同時使機（jī）組控製（zhì）更靈活，方便，提高了機（jī）組運行功率。
　　②應用矢量控製可實（shí）現無（wú）功，有功功率的獨立調節；調節勵磁電流相位，可調節（jiē）發出的（de）有功功率；調節勵磁電流幅（fú）值，可調節（jiē）輸出的無功（gōng）功率。
　　③需要變頻調節的功率僅是電機額定容量的一部分使投（tóu）資減小（xiǎo）成本低，變（biàn）頻設備體積也相應減小。
　　3.我國風力發電的發展
　　據（jù）統計，2005年底，中國的風電總裝機連續五年實現翻番，截至2010年（nián）底，中國以4182.7萬千瓦（wǎ）的（de）累積風電裝機容量（liàng）首次超越美國位居世界第一，較2009年（nián）同比大增62按照（zhào）國家（jiā）電（diàn）網此前出具的報（bào）告，到2015年電網覆蓋範（fàn）圍內可吸（xī）納風電上網的規模（mó）達1億千瓦，到2020年可達1.5億千瓦。
　　風（fēng）電投資企業包括開（kāi）發商和風機（jī）裝機製造企業。從風電開發商的角（jiǎo）度來看，能（néng）源投資型企業居多，2009年能源投資型企業（yè）的風機裝機容量也占全部風電裝機容（róng）量的90%。其他國有投資商，外（wài）資和民企比例之和還不到（dào）10%。而且（qiě）其中許（xǔ）多企業都紛紛退出，僅剩下中國風電，天潤等（děng）少數企業還在（zài）勉強維持（chí），當年新增份（fèn）比例（lì）也很小。從風（fēng）機製造企業（yè）來看，主要以國內整（zhěng）機製造企（qǐ）業為（wéi）主，，2009年累（lèi）計和新（xīn）增市場份（fèn）額中，前三名，前五名和前十名的企業市場占有率分別（bié）是55.5%和59.7%、70.7%和70.4%以及85.3%和84.4%。目前，風電並網主要存在兩大技術難（nán）題：風電（diàn）異地發電機組技術對電廠安全穩定產生影響，風的波動性使風電場的（de）輸出功率的波動性難以（yǐ）對電廠（chǎng）實施準確的發電計（jì）劃。他們使得風電發（fā）展受到（dào）嚴重影響。對於這種現（xiàn）狀，國家和電網（wǎng）企業都在做過於風電輸出穩定性的研究。風電場投資成本是風電成本的主要組成部分（fèn）之一。風電場（chǎng）投資成本是衡量風電場建設經濟性的主要因素，歸納起（qǐ）來有一下三個因素（sù）：固定資產投資，建設期利息，流動資金。以內蒙古烏蘭察布市某風電場為例，其總投資214236萬元，其中固定資產投資為206715萬元（yuán），建設期利息為7018萬（wàn）元，流動資（zī）金為503萬元。從上訴數據不難看出（chū），風電場的投資（zī）成本很高，但若（ruò）考慮風電的社會成本，將其潛在價值計算在內，風電（diàn）成（chéng）本（běn）是很低的。
　　在過（guò）去，風力（lì）發（fā）電在增漲速度（dù）上（shàng）一直是低於水利和火力發電的能源投資熱點。但是近年來，風電項目以（yǐ）成為各大發電集團激烈追逐的目標。2007年—2012年是我國風電產業規模化發（fā）展的關（guān）鍵性階段，我國陸續超過德國，荷蘭等風電大國成為最大的（de）風電市場之一。業界普遍認同的觀點是在（zài）風電產業鏈的各個環節中，隻有風機製造業（yè）可能會出現產能過剩的現象，在其他環節（jiē）基本不會出現這（zhè）種現象特別是整個風電產業的主（zhǔ）要環節——風電場的投資。因此我國的風電（diàn）產業還有很大的提升空間。
以上由發（fā）電機組租賃為您提供。
您可能還感興趣的：柴油發電機組負載過低會導致哪些故障發生？