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摘要:本文通过介绍我国风电发展的现状及面临的主要问题,然后论述了促进风电科学发展的对策建议,以供参考。
关键词:风力发电 现状 技术发展
中图分类号:F407文献标识码: A
1.风力发电的发展潜能
据统计,风能的总量是地球上可以开发利用的水能总量的十倍,若我们把风能用于发电,那么风能将会产生世界总电量的8%到9%。因此,随着科学技术和信息技术的快速发展,科学技术转化为社会生产力的速度也在逐渐加快,在风能技术的研究上也不断取得了新的突破,使得风能技术日趋成熟。目前,在全世界范围内,风力发电总装机容量已经达到了8300 0000kw,占世界总电力市场份额的2%。预计到2020年,风力发电能力将会占到世界总电力市场的12%,所以,风力发电不但具有强大的发展潜能,而且具有远大的发展前景和广阔的消费市场。
2.风力发电技术的发展现状
2.1风力发电机组机型及容量的发展
风力发电机组的容量作为提高风能利用率和发电效率的有效途径,风力发电机单机容量不断向大型化发展。进入21世纪,兆瓦级风力机逐渐成为国际风电市场上的主流产品。2004年德国Repower即研制出第一台5MW风电机,Enercon开发出第二代直驱式6WM风电机,预计2016年单机容量将突破30MW。在我国,2005年风电场新安装的兆瓦级风电机组占当年新装机容量的21.5%,而2009年比例已经上升到86.86%。这表明容量风电机组已经成为我国风电市场上的主流产品。
2.2风力发电机组控制技术的发展
自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性,这样风力机所获得的风能也是随机和不可控的;为使风能利用率更高,大型风力发电机组的叶片直径大约在60m~100m之间,因此风轮具有较大的转动惯量;自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用;风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣,在海岛和边远的地区甚至海上,人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。
3.我国风电发展面临的主要问题
3.1产能过剩
据风电行业从业人员透露,目前国内风电有30%—50%的产能处于闲置状态,80余家风电整机企业以及上游的零部件企业都面临着价格走低、货款拖欠等不利环境。风电行业进入了整合期,利润下降明显。据国内20家主要风电上市公司财务数据统计,2011年销售总收入同比增长11.3%,净利润同比下降19.4%。而从风电零部件生产到整机制造,再到风电场运营,整个风电产业链上出现利润滑坡的企业高达60%。
3.2发展规划滞后
作为新兴产业,我国风电发展规划跟不上形势发展需要,很多风电建设是先批项目后再统一规划,大规模、高集中开发,布局上不尽合理,导致风电建成后配套设施跟不上,给风电运营和电力传输带来了困难。没有规划的引导约束,各地政府为了经济发展和政绩的需要,依据当地风能资源情况,盲目争上风电项目,未能充分考虑未来电力网络系统的电源结构、风电消纳市场、电网输电能力等因素,导致风电发展规模远远超出当地实际承受和需要能力。为了加强规划、引导和约束,国家能源局也于2011年发布了《关于印发“十二五”第二批风电项目核准计划的通知》,核准风电项目1676万千瓦,与第一批核准项目2883万千瓦相比少了近半。
3.3核心技术不足
近年来,我国风电装备技术能力有了较大提高,风机零部件基本能实现国产。但在风机整机的研发和设计上,主要依靠引进技术成长起来,没有建立起与风电快速发展相配套的核心技术能力和产业竞争实力,使得我国风电产业的扩张受制于人,也使得国内低层次技术的同质化竞争十分严重。同时,由于风电设备制造业产能过剩,竞争激烈,部分产品为了占领市场,大量降低成本,忽视技术进步、产品可靠性等内在核心竞争力的培育,造成风电设备产品质量不稳定,风机可靠性面临考验。
4.实现我国风电可持续发展的策略
4.1加強风电行业的管理,确保健康有序的发展
①在风电项目核准管理上,要实施风电核准计划,优化风电开发的布局,把握合理风电开发的步骤,加强项目审批管理,避免重复建设;
②在并网管理方面,要优化运行调度模式,在确保已有的风电项目在充分发展其产能的基础上,按照项目核准顺序依次入网;
③对于投产建造的风电场、以及拥有国家特许权项目的要保证优先入网,并且加强对新建的风电项目的并网审查工作,不能因为新建的风电项目就对已建成的风电项目的发电能力有所限制;
④在规范市场秩序方面,要进一步加强公平公正市场竞争环境的创建工作,确保风电开发企业能够根据自身的需求选择合适现场条件并且性价比高的风电设备。
4.2解决风电限电与消纳问题的主要措施
①加强网架结构,打通局部地区送出瓶颈,提高区域电网输送能力,建设快速调节的调峰电源;
②优化系统负荷管理,做好供电负荷削峰填谷工作,推广峰谷电价等措施,培育间歇用能负荷,降低峰谷差;
③实施风电功率预测,尤其是中期预测和短期预测,研究大范围内风电场整体出电规律,优化电网调度运行方式;
④积极探索供热模式,改善供热结构,将目前以供热火电机组为绝对主体的单一的供热结构变成以供热火电机组为主体、电供热为有效补充的供热模式,可缓解风电与供热机组之间的矛盾,提高系统在供暖季节的负荷低谷时段,消纳风电的能力,当然这需要电网经营企业配合和有关政策调整。
4.3完善配套政策
①政府应加强对风电产业的支持,进一步完善可再生能源风电的定价机制,出台绿色电力消费激励政策,鼓励社会认购清洁能源,倡导绿色消费方式,提高风能等清洁能源的投资回报率;
②政府可以在贯彻效率原则的前提下考虑出台补偿机制,落实政府补贴,合理降低风电的税负,通过优惠税率或其他财税政策鼓励风电相关制造企业加大研发投入,加强关键核心技术研发,增强风电设备制造的自主创新能力,提高风电制造业核心竞争力。
4.4加快技术创新
①风电企业要从自主创新入手,加大研发投入,超前研究风电设备的核心技术,并可与科研院所、高等院校合作,共同研发技术含量更高、质量更好的并网友好型机组,提高风电设备自主化水平,实现风电自主化建设;
②风电企业要适应风电发展的需要,重视技术和技能人才的培育和储备,提高风电专业人员的技术、技能水平,不断提升企业的技术制造水平和风电设备质量,增强产品的市场竞争能力。
4.5加强电网配套
①进一步加强风电开发规划与电网规划的协调,配合风电基地建设合理设置电网架构和负荷规模,保障风电项目的顺利并网运行,提高风电利用率;
②进一步加强对并网运行困难的地区的配套电网建设,国家能源资源主管部门也应加强协调,充分利用煤电外送通道输送风电,提高外送电量中的风电比例,扩大风电的市场消纳范围,共同保证国家能源安全。
结语:风电发电是一种取之不尽,用之不竭的绿色可再生能源,具有广阔的发展潜能和巨大的消费市场,同时风力发电对于保护生态环境、降低节能减排具有十分重要意义,因此采取各种合理有效的措施加快我国风电的开发和利用,节约非可再生能源,促进我国社会经济发展,实现经济效益和社会效益最大化统一。
参考文献:
[1] 朱成章.关于中国风能资源储量的质疑[J].中外能源,2010 (15):34-38.
[2] 李俊峰,等.中国风电发展报告2012[M].北京:中国环境科学出版社,2012.
[3] 贺德馨.风能技术可持续发展综述[J]. 电 力 设 备,2008 (9):4-8.
关键词:风力发电 现状 技术发展
中图分类号:F407文献标识码: A
1.风力发电的发展潜能
据统计,风能的总量是地球上可以开发利用的水能总量的十倍,若我们把风能用于发电,那么风能将会产生世界总电量的8%到9%。因此,随着科学技术和信息技术的快速发展,科学技术转化为社会生产力的速度也在逐渐加快,在风能技术的研究上也不断取得了新的突破,使得风能技术日趋成熟。目前,在全世界范围内,风力发电总装机容量已经达到了8300 0000kw,占世界总电力市场份额的2%。预计到2020年,风力发电能力将会占到世界总电力市场的12%,所以,风力发电不但具有强大的发展潜能,而且具有远大的发展前景和广阔的消费市场。
2.风力发电技术的发展现状
2.1风力发电机组机型及容量的发展
风力发电机组的容量作为提高风能利用率和发电效率的有效途径,风力发电机单机容量不断向大型化发展。进入21世纪,兆瓦级风力机逐渐成为国际风电市场上的主流产品。2004年德国Repower即研制出第一台5MW风电机,Enercon开发出第二代直驱式6WM风电机,预计2016年单机容量将突破30MW。在我国,2005年风电场新安装的兆瓦级风电机组占当年新装机容量的21.5%,而2009年比例已经上升到86.86%。这表明容量风电机组已经成为我国风电市场上的主流产品。
2.2风力发电机组控制技术的发展
自然风速的大小和方向随着大气的气压、气温和湿度等的活动和风电场地形地貌等因素的随机性和不可控性,这样风力机所获得的风能也是随机和不可控的;为使风能利用率更高,大型风力发电机组的叶片直径大约在60m~100m之间,因此风轮具有较大的转动惯量;自动控制在风力发电机组的并网和脱网、输入功率的优化和限制、风轮的主动对风以及运行过程中故障的检测和保护中都应得到很好的利用;风力资源丰富的地区通常环境较为恶劣,在海岛和边远的地区甚至海上,人们希望分散不均的风力发电机组能够无人值班运行和远程监控。这就对风力发电机组的控制系统可靠性提出了很高的要求。
3.我国风电发展面临的主要问题
3.1产能过剩
据风电行业从业人员透露,目前国内风电有30%—50%的产能处于闲置状态,80余家风电整机企业以及上游的零部件企业都面临着价格走低、货款拖欠等不利环境。风电行业进入了整合期,利润下降明显。据国内20家主要风电上市公司财务数据统计,2011年销售总收入同比增长11.3%,净利润同比下降19.4%。而从风电零部件生产到整机制造,再到风电场运营,整个风电产业链上出现利润滑坡的企业高达60%。
3.2发展规划滞后
作为新兴产业,我国风电发展规划跟不上形势发展需要,很多风电建设是先批项目后再统一规划,大规模、高集中开发,布局上不尽合理,导致风电建成后配套设施跟不上,给风电运营和电力传输带来了困难。没有规划的引导约束,各地政府为了经济发展和政绩的需要,依据当地风能资源情况,盲目争上风电项目,未能充分考虑未来电力网络系统的电源结构、风电消纳市场、电网输电能力等因素,导致风电发展规模远远超出当地实际承受和需要能力。为了加强规划、引导和约束,国家能源局也于2011年发布了《关于印发“十二五”第二批风电项目核准计划的通知》,核准风电项目1676万千瓦,与第一批核准项目2883万千瓦相比少了近半。
3.3核心技术不足
近年来,我国风电装备技术能力有了较大提高,风机零部件基本能实现国产。但在风机整机的研发和设计上,主要依靠引进技术成长起来,没有建立起与风电快速发展相配套的核心技术能力和产业竞争实力,使得我国风电产业的扩张受制于人,也使得国内低层次技术的同质化竞争十分严重。同时,由于风电设备制造业产能过剩,竞争激烈,部分产品为了占领市场,大量降低成本,忽视技术进步、产品可靠性等内在核心竞争力的培育,造成风电设备产品质量不稳定,风机可靠性面临考验。
4.实现我国风电可持续发展的策略
4.1加強风电行业的管理,确保健康有序的发展
①在风电项目核准管理上,要实施风电核准计划,优化风电开发的布局,把握合理风电开发的步骤,加强项目审批管理,避免重复建设;
②在并网管理方面,要优化运行调度模式,在确保已有的风电项目在充分发展其产能的基础上,按照项目核准顺序依次入网;
③对于投产建造的风电场、以及拥有国家特许权项目的要保证优先入网,并且加强对新建的风电项目的并网审查工作,不能因为新建的风电项目就对已建成的风电项目的发电能力有所限制;
④在规范市场秩序方面,要进一步加强公平公正市场竞争环境的创建工作,确保风电开发企业能够根据自身的需求选择合适现场条件并且性价比高的风电设备。
4.2解决风电限电与消纳问题的主要措施
①加强网架结构,打通局部地区送出瓶颈,提高区域电网输送能力,建设快速调节的调峰电源;
②优化系统负荷管理,做好供电负荷削峰填谷工作,推广峰谷电价等措施,培育间歇用能负荷,降低峰谷差;
③实施风电功率预测,尤其是中期预测和短期预测,研究大范围内风电场整体出电规律,优化电网调度运行方式;
④积极探索供热模式,改善供热结构,将目前以供热火电机组为绝对主体的单一的供热结构变成以供热火电机组为主体、电供热为有效补充的供热模式,可缓解风电与供热机组之间的矛盾,提高系统在供暖季节的负荷低谷时段,消纳风电的能力,当然这需要电网经营企业配合和有关政策调整。
4.3完善配套政策
①政府应加强对风电产业的支持,进一步完善可再生能源风电的定价机制,出台绿色电力消费激励政策,鼓励社会认购清洁能源,倡导绿色消费方式,提高风能等清洁能源的投资回报率;
②政府可以在贯彻效率原则的前提下考虑出台补偿机制,落实政府补贴,合理降低风电的税负,通过优惠税率或其他财税政策鼓励风电相关制造企业加大研发投入,加强关键核心技术研发,增强风电设备制造的自主创新能力,提高风电制造业核心竞争力。
4.4加快技术创新
①风电企业要从自主创新入手,加大研发投入,超前研究风电设备的核心技术,并可与科研院所、高等院校合作,共同研发技术含量更高、质量更好的并网友好型机组,提高风电设备自主化水平,实现风电自主化建设;
②风电企业要适应风电发展的需要,重视技术和技能人才的培育和储备,提高风电专业人员的技术、技能水平,不断提升企业的技术制造水平和风电设备质量,增强产品的市场竞争能力。
4.5加强电网配套
①进一步加强风电开发规划与电网规划的协调,配合风电基地建设合理设置电网架构和负荷规模,保障风电项目的顺利并网运行,提高风电利用率;
②进一步加强对并网运行困难的地区的配套电网建设,国家能源资源主管部门也应加强协调,充分利用煤电外送通道输送风电,提高外送电量中的风电比例,扩大风电的市场消纳范围,共同保证国家能源安全。
结语:风电发电是一种取之不尽,用之不竭的绿色可再生能源,具有广阔的发展潜能和巨大的消费市场,同时风力发电对于保护生态环境、降低节能减排具有十分重要意义,因此采取各种合理有效的措施加快我国风电的开发和利用,节约非可再生能源,促进我国社会经济发展,实现经济效益和社会效益最大化统一。
参考文献:
[1] 朱成章.关于中国风能资源储量的质疑[J].中外能源,2010 (15):34-38.
[2] 李俊峰,等.中国风电发展报告2012[M].北京:中国环境科学出版社,2012.
[3] 贺德馨.风能技术可持续发展综述[J]. 电 力 设 备,2008 (9):4-8.