风电知识素材

风电知识培训天津电力建设公司风电事业部一、风力发电简介二、我公司风电在建项目简介三、中国的风电资源及其分布四、我国风力发电现状五、大规模发展风电面临的问题与挑战一、风力发电简介1、能源是现代社会和经济发展的基础。远期，能源工业面临矿物资源枯竭的问题；近期，能源工业面临全球环境污染的压力。中科院专家提出：风能、太阳能、潮汐能的开发可以有效缓解中国的能源供应困局，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。随着近年煤炭、石油等常规能源的全面紧张，清洁环保的可再生能源驶入发展的快车道。《京都议定书》的签订和《可再生能源法》的出台，为风电迅速成长注入蓬勃动力。2、按照国内目前的行业平均水平，每千瓦风电装机容量的成本为8000－10000元，与造价约4000元／千瓦的煤炭、石油等常规能源电厂相比，风电场的造价大约高出1倍。目前，每度风电的成本约为0.4－0.5元。3、在各种可再生能源中，风能因资源丰富、成本相对较低而最具商业化、产业化前景。政策的驱动，以及利益的诱惑，吸引着嗅觉敏锐的企业纷纷投资风电。据不完全统计，包括五大发电集团在内的全国30多家企业已争相涉足这一领域。研究表明，风力发电能力每增加一倍，成本就会下降15%。由于近年世界风电增长一直保持在30%以上，风电成本快速下降，国外已日趋接近燃煤发电成本。此外，风电外部成本几乎为零，甚至低于核电成本，因此经济效益凸现。随着中国风电设备国产化和发电的规模化，风电可望比燃煤发电更具成本和价格优势。4、风电相关定义：4.1风力发电机组的定义：以风能为动力的发电设备。4.2风电场的定义：装有两台或多台并网型风力发电机组的发电站称为风力发电场，通常称风电场。4.3风电场的风力发电机组产生的电能，通过电缆经箱式变电站将其电压由0.4kv或0.69kv升至10kv后，再经架空线路或电缆输送到风电场的变电所，在变电所将电压升高至35kv或110kv后，经高压架空线路输入公共电网。4.4蒲福风级：由爱尔兰人法兰西·蒲福海军上将在1805年左右制定，是划分风力等级的方法。按强弱，将风力划为“零”至“十二”，共十三个等级。5我国风电场的建设程序：一般分为六个阶段5.1、项目建议书阶段5.2、可行性研究阶段5.3、设计阶段5.4、建设准备阶段5.5、建设实施阶段5.6、竣工验收阶段也有人把5.1、5.2条合并为工程立项阶段，把5.4、5.5条合并为施工阶段的。风机图片二、我公司风电在建项目简介我公司自2006年开始介入风电，现在已发展成四个项目五个现场。这包括：1、赤峰东山现场东山一期49.5WM（已完工风机850kW58台、58台风机与变压器基础）、东山二期50WM（25台2000KW25台风机、25台风机基础）2、东山二期50WM（25台2000KW25台风机、25台风机基础）、玻力克一期50WM（25台2000KW25台风机、25台风机基础）、3、达里四期49.5WM（33台1500KW风机、33台风机基础、35KV线路）、达里五期49.5WM（33台1500KW风机、33台风机基础、35KV线路）4、左云一期49.5WM.（33台1500KW风机、220KV变电站、35kV线路）5、察右中旗一期49.5WM（33台1500KW风机、220KV变电站、35kV线路）6、乌拉特中旗（内蒙古巴彦淖尔乌兰伊力更风电场300MW）风机87台套的风机、箱变基础。220kV升压站内所有主辅生产工程。三、中国风力资源分布1、我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6米/秒以上。一般认为，可将风电场风况分为3类：年平均风速6米/秒以上时为较好；7米/秒以上为好；8米/秒以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6米/秒以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言，大约仅占全国总面积的1/100，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿，这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区，包括山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达坂城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区以及分布各地的高山山口和山顶。3、我国风能资源。太阳辐射的能量到地球表面约有20％转化为风能。我国风能潜力的估算如下：风能理论可开发总量（R），全国为32.26亿千瓦，实际可开发利用量（R’），按总量的1/10估计，并考虑到风轮实际扫掠面积为计算气流正方形面积的0.785倍[1米直径风轮面积为0.52×π＝0.785（平方米）]，故实际可开发量为：R’＝0.785R/10=2.53（亿千瓦）。即：风能总储量为32.26亿千瓦，估计实际可开发的风能储量为2.53亿千瓦，风能的利用有很大的潜力。风速东山二期2000kwVestas蒲福风级风之称谓一般叙述米/每秒风速发电量（千瓦）0无风烟直上不足0.300.301软风仅烟能表示风向，0.3-1.500.3-1.500但不能转动风标。2轻风人面感觉有风，树1.6-3.31.6-3.3叶摇动，普通之风标转动。3微风树叶及小枝摇动不3.4-5.43.4-5.40-150息，旌旗飘展。4和风尘土及碎纸被风吹扬，树之分枝摇动。5.5-7.95.5-7.9150-4005清风有叶之小树开始摇摆。8.0-10.78.0-10.7400-12006强风树之木枝摇动，电线发出呼呼啸声，张伞10.8-13.010.8-13.01200-1750困难。风速东山二期2000kwVestas蒲福风级风之称谓一般叙述米/每秒风速发电量（千瓦）7疾风全树摇动，逆风行走感困难。13.9-17.11520008大风小树枝被吹折，步行不能前进。17.2-20.717.2-20.720009烈风建筑物有损坏，烟囱被吹倒。20.8-24.420.8-24.4200010狂风树被风拔起，建筑物有相当破坏。24.5-28.425.10风速东山二期2000kwVestas蒲福风级风之称谓一般叙述米/每秒风速发电量（千瓦11暴风陆上很少，有则28.5~32.6则必有重大损毁12飓风陆上绝少，其摧32.7~36.9毁力极大空气密度1.225kg/m3时功率曲线三、我国风力发电现状1、丹麦是开发风电最早的国家，而且当前在风电机技术和生产方面仍处于领先地位，风电装机约占发电总装机容量的5%以上。2000年德国风电装机611.3万千瓦，连续几年居世界第一2、大型风力发电机组及国外机组国产化（1）大型风力发电机组的制造。目前我国大型风力发电机组的研究制造商主要有：中国一拖—美德（MADE）风电设备有限公司、西安维德风电设备有限公司、上海申新风力发电设备公司、北京万电有限责任公司及新疆金风科技股份有限公司、东方汽轮机厂。（2）国外机组国产化。在我国风电场建设的投资中，机组设备约占70%，实现设备国产化、降低工程造价是风电场大规模发展的需要。大型风电机的主要部件在国内制造，其成本可比进口机组降低20%～30%。（3）风电发展趋势：①风力发电场数目不断增加，装机容量持续增长。截止至2001年底全国发电场总数已达27座，装机容量已达39.9895万kW。②风力发电机组单机容量逐年加大。单机容量在1996年以前是150～300kW，近些年安装的主要是600kW级机组。目前兆瓦级风机正在研制中。3、风电发展目标中国风力发电的明确目标是，风力发电作为发电电源多元化的一部分将在中国的电源构成中占有一席之地。2007年末，中国的风电装机总量仅仅在6吉瓦以上，是世界第五大风电产能国，排名在德国、美国、西班牙和印度之后。在2008年4月份中国国家发改委发布的十一五可再生能源发展规划中，其风电发展目标是到2010年达到总产能10吉瓦的规模。但令人吃惊的是，按照目前的发展态势分析，中国风电产业在2008年年终就将实现10吉瓦的发展目标。一些专家预测中国的风能产能到2010年将达20吉瓦，到2020年将达100吉瓦。内蒙古相关部门对中国风能发展规划的估计更加乐观，他们认为到2010年，中国总的风电产能将达到27700兆瓦（27.7吉瓦），中国将成为世界上第四大风能产能国，他们甚至还预测中国将在2015年成为世界第三大风能产能国。从新疆到上海，风电项目正在中国全国范围内被大规模开发，中国的风电产业发展速度令人吃惊。功率瓦(W)千瓦(KW)兆瓦(MW)吉瓦(GW)级差10001GW=10^9W=1,000,000,000W10GW=10^10W=10,000,000,000W(100亿瓦）五、大规模发展风电面临的问题与挑战1、风力发电装备制造技术。大型风电机组的设计与制造一直是风电发展的核心推动力。我国在兆瓦及数兆瓦级风电机组的整体设计、整机组装关键技术研究及关键部件的设计制造技术等方面还存在很大不足。加强对引进大型风电机组技术的消化吸收，开发具有自主知识产权的兆瓦级变桨距变速风电机组技术，在风电机组的总体设计、整机轻量化、主要部件制造等方面提高自主开发和制造能力。2、风电场开发技术。发展大规模的风电场，通过规模效应降低风电成本是风电产业发展的重要途径。我国对风电场微观选址和优化设计等缺乏系统研究，出现过风电机组安装完毕后因发电量低，又不得不更改安装位置的情况。风电场除风电机组根据地形和风能资源情况布局外，和电网、气候等因素都有密切关系。进行风电场微观选址和优化设计研究将为我国大规模开发风电提供条件。3、标准与规范建设。风电标准与规范建设是非常重要的。掌握风电机组的关键测试技术，完善风电机组测试能力和标准，建立风电产品认证体系，是保证产品质量、使我国的风电机组进入国际市场的基础，对规范风电市场、提高风电机组的性能将起到重要作用。4、近海风电技术的研发。近海风电是未来风电发展的重要方向。对近海风能资源的测试与评估、海上风电场的场址选择、海上风力机载荷计算、海上风电机组基础建设、海上风电机组的安装与运行维护、海上风电机组的并网与电能输送、部件耐腐蚀性能研究等，是今后大规模发展近海风电需要解决的重要课题。5、风能利用的基础理论研究。风电似乎是一种简单的技术，其实在高耸、轻盈的塔架和徐徐旋转的叶片背后，是承受复杂相互作用的轻型材料、空气动力学的设计和智能化的电子控制系统。风能的广域分散性、随机性和能量的低密度性，使得如何最大获取风能并高效地转换为电能需要解决一系列关键的基础问题。我国对这一方面的基础研究还很不够，是造成风电机组的系统设计障碍的主要原因。6、恶劣环境对风电机组的影响。在风电机组的设计和控制时，还必须考虑我国风电系统应用环境条件的特殊性，如北方的低温和风沙问题，南方的台风、潮湿和盐雾腐蚀问题等。另外，雷击是自然界中对风电机组安全运行危害最大的一种灾害。采用合理的防雷技术是减少雷击危害的必要措施。7、大型风电场与公共电网相互影响。风力发电能够顺利并入一个国家或地区电网的电量，主要取决于电力系统对供电波动反应的能力。当大规模的风电并入电网以后，风电与电网之间的相互影响及相互作用规律需要进一步研究。电网接纳风电的能力已经成为风电大发展的瓶颈。研究风力发电系统与公共电网相互影响与制约规律，对保障风力发电系统和公共电网安全稳定以及提高运行可靠性具有重要意义。