电力电子技术在风电行业的应用及产业化前景

电力电子技术在风电行业电力电子技术在风电行业的应用及产业化前景的应用及产业化前景－－－－20092009年中国电力电子技术应用发展论坛年中国电力电子技术应用发展论坛报告人：禹华军1.风力发电应用现状和前景2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用3.电力电子技术在风电领域的产业化前景4.上海电气集团风电产业概况报告内容提要报告内容提要2008年全球新增风电装机容量2,726万千瓦，总装机容量达到12,119万千瓦，年增长率29％。1.1.风力发电应用现状和前景风力发电应用现状和前景资料来源：世界风能学会1.1.风力发电应用现状和前景风力发电应用现状和前景2012年，全球风电装机容量将达到1.9亿千瓦，年发电4,000亿千瓦时。资料来源：世界风能学会1.1.风力发电应用现状和前景风力发电应用现状和前景欧洲新装机容量比例下降，亚洲和北美则持续增长，其中贡献最大的是中国和美国资料来源：世界风能学会1.1.风力发电应用现状和前景风力发电应用现状和前景2008年中国新装机容量630万千瓦，累计装机容量达到1,221万千瓦，年增长率106.5％，超过印度成为世界第四风电大国，成为世界最主要的风电市场之一。全球风力机装机容量排名前五位的国家小容量向大容量发展2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展趋势2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用定桨矩向变桨矩、变速恒频发展风力发电技术发展趋势010020030040050060070001234567891011121314151617181920Windspeed[m/s]ElectricalPower[kW]StallPitch2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用陆上风电向海上风电发展风力发电技术发展趋势2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用鼠笼型异步发电机变速恒频定子侧串变频器2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用永磁式带变频器同步发电机变速恒频2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用双馈发电机变速恒频2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用典型的电力电子变流器结构－双馈发电机变流器高的dv/dt电压能量双向流动有功无功解耦控制2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用电力电子设备带来负面影响电磁噪音热损耗高dv/dt电压2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用技术的新发展与应用•风电场谐波抑制与无功功率补偿•低电压穿越技术•抑制阵风引起的端电压矢量突变•海上防盐雾及长距离传输电能2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用低电压穿越：德国E-ON技术要求需要无功支持2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用低电压穿越：中国电网规范要求（审议中）2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用低电压穿越：软件穿越与硬件穿越2.2.风力发电技术发展与电力电子技术的应用风力发电技术发展与电力电子技术的应用电力电子技术在风电行业的应用轻型直流输电全世界的风能总量约1300亿千瓦。我国陆上实际可开发风能资源储量为5.06亿千瓦（50m高空），近海风场的可开发风能资源是陆上3倍，则总的可开发风能资源约20亿千瓦。3.3.电力电子技术在风电领域的产业化前景电力电子技术在风电领域的产业化前景社会效益据丹麦BTM公司预计，到2025年，如果风力发电占全球总发电量的10%时，即可减排二氧化碳14亿吨。随着技术进步和环保事业的发展，以及风电成本的持续降低，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。3.3.电力电子技术在风电领域的产业化前景电力电子技术在风电领域的产业化前景经济效益国内风力发电工程造价平均为8000元人民币/千瓦，其中，风力发电设备造价约5000元人民币/千瓦。双馈变流器在MW级风力发电机组中所占的比重约为8％/10％（国产/进口），全功率变流器的比重可能更大。以1000台1.5MW双馈变流器为例，年产值将达到6亿/7.5亿（国产/进口）元人民币。如果全部实现国产化，每年可节约外汇约8000万欧元。具有自主知识产权的风力机电能变换系统的应用是我国风力发电机进入全球市场的必要前提，为避免专利纠纷和绕开技术壁垒创造条件。电力电子技术在风力发电系统中的应用日趋成熟，双PWM变流器、电能质量改善装置、高压大电流整流和逆变系统均可作优先产业化发展。3.3.电力电子技术在风电领域的产业化前景电力电子技术在风电领域的产业化前景技术可行性与风险变流器国产化进程缓慢，国内研发和生产水平还达不到风电市场发展的需要，产业化相对滞后。产品研发应符合市场需要，建立长效的研发机制和产业化平台，产品的可靠性决定了其应用生命周期。4.4.上海电气集团风电产业概况上海电气集团风电产业概况1.25MW机组2007年5月山东莱州并网发电。2MW机组2008年12月正式下线，2009年3月将完成现场调试运行，年内实现批量生产。3.6MW海上机组2010年完成设计开发。2008年实现年产205台1.25MW机组。4.4.上海电气集团风电产业概况上海电气集团风电产业概况产业化重点布局MW级风力发电整机及核心部件制造MW级风力发电综合控制与远程监控系统开发海上风力发电技术开发与服务大型风力发电试验基地建设4.4.上海电气集团风电产业概况上海电气集团风电产业概况变流器偏航轴承发电机控制器液压站4.4.上海电气集团风电产业概况上海电气集团风电产业概况4.4.上海电气集团风电产业概况上海电气集团风电产业概况报告结束报告结束谢谢谢！谢！