风力发电 发电厂作业

风力发电 发电厂作业

ID:19768146

大小:388.00 KB

页数:17页

时间:2018-10-06

上传者:U-5097
风力发电 发电厂作业_第1页
风力发电 发电厂作业_第2页
风力发电 发电厂作业_第3页
风力发电 发电厂作业_第4页
风力发电 发电厂作业_第5页
资源描述:

《风力发电 发电厂作业》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库

风力发展概况河南理工大学《发电厂电气部分》论文论文题目:风力发电概况专业班级:电气09-班组别:小组成员:2012年2月27日loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况目录风力发电概况2一、背景2二、风力发电厂32.1风力机32.2风力机空气动力学基础32.3风力机工作原理42.4风力机类型4三、风力发电系统63.1系统组成63.2运行方式73.3风电厂选址83.4风能与其他新能源互补系统9四、我国风能发展概况104.1我国风能资源储量及分布104.2风能对我国能源可持续发展的意义114.3我国风能发展概况及展望12五、全球风能发展概况135.1全球风能资源与特征135.2全球风能开发利用和实践135.3典型地区的风能开发利用14参考文献16loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况风力发电概况一、背景能源是人类社会经济发展的基石。人类社会自工业革命以来,对能源的需求一直呈现单调上升的趋势。在短短的一百多年间,GDP增长了近100倍,年均化石能源消耗量增长了约50倍。但必须清醒的认识到,今天的现代文明是建立在对宝贵又稀少的化石资源的大量使用的基础上的,现有能源系统不可持续,在能源安全、环境污染、气候变化等各方面都面临巨大的挑战。近几十年来,人类开始将目光投向储量巨大、分布广泛、清洁安全的可再生能源,并在开发、示范和推广方面迈出了坚实的步伐。在主要的可再生能源中,风电是除水电外成本最接近商业利用的能源,也是近年来发展最快的能源种类之一。2008年全球新增风电装机容量超过2700万千瓦,比2007年增长了29%。风力发电量在全球能源消耗量的比重中已占到1.5,而1997年时还不过0.1%。我国是全球风电发展最快的国家之一。政府高度重视风能等可再生能源的大规模商业化开发和可持续性利用。2006年1月1日正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》,把包括风能在内的可再生能源利用提高到增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护环境、实现经济社会可持续发展的战略高度。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议中,明确要求大力发展风能、太阳能等清洁能源技术。经2006年1月4日国务院常务会议研究并原则通过的《加快气象事业发展的若干意见》中特别强调指出:中国风能、太阳能资源等具有巨大的开发潜力,将其转化为现实生产力有着巨大的经济、环保和生态价值,对促进经济社会可持续发展具有重要的作用。2007年9月国家发展改革委员会在公布中国《可再生能源中长期发展规划》时,风电的发展目标是2010年达到500万千瓦装机容量。但这个规划其实在2007年当年就已经实现。时隔仅半年,2008年发改委发布《可再生能源发展“十一五”loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况规划》,将风电2010年装机容量目标调整到1000万千瓦,比《中长期发展规划》翻了一番。但即便这个扩容了一倍的目标,仍然比计划提前两年完成,并使中国超过印度,成为第四个装机容量超过1000万千瓦的大国。一、风力发电厂2.1风力机风力发动机是一种把风能变成机械能的能量转化装置。风力发动机由5部分组成:(1)风轮。风轮由二个或多个叶片组成,安装在机头上,是把风能转化为机械能的主要部件。(2)机头。机头是支承风轮轴和上部构件(如发电机和齿轮变速器等)的支座,它能绕塔架中的竖直轴自由转动。(3)机尾。机尾装于机头之后,它的作用是保证在风向变化时,使风轮正对风向。(4)回转体。回转体位于机头底盘和塔架之间,在机尾力矩的作用下转动。(5)塔架。塔架是支撑风力发动机本体的构架,它把风力发动机架设在不受周围障碍物影响的高空中。根据风轮叶片的数目,风力发动机分为少叶式和多叶式两种。少叶式有2~4个叶片,具有转速高,单位功率的平均质量小,结构紧凑的优点;常用在年平均风速较高的地区。是目前主要用作风力发电机的原动机。其缺点是启动较为困难。多叶式一般有4~24个叶片,常用于年平均风速低于3~4米/秒的地区;具有易启动的优点,因此利用率较高。由于转速低,多用于直接驱动农牧业机械。2.2风力机空气动力学基础风电机组将风的动能转化为机械能并进而转化为电能。从动能到机械能的转化是通过叶片来实现的,而从机械能到电能则是通过发电机实现的。动能:空气密度随着空气压力的增大而增大,随着温度的升高而减小。冷空气比热空气密度大(热气球升空就是利用的这个原理)。在普通大气压力和20°C温度的条件下每立方米空气的质量是1.204kg;在-10°C的温度下,每立方米空气重1.342kg,比常温下重了11%。也就是说,同样的风速同样的风电机,-10°C冷风比20°C热风能够多产生11%的电能。单位体积的空气,密度大的比密度小的要重,也含有更多的能量。高压地区(1020hPa)的空气密度比低压地区(980hPa)的空气密度大,单位体积重量也大。loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况2.3风力机工作原理风力发动机的风轮与纸风车转动原理一样,但是,风轮叶片具有比较合理的形状。为了减小阻力,其断面呈流线型。前缘有很好的圆角,尾部有相当尖锐的后缘,表面光滑,风吹来时能产生向上的合力,驱动风轮很快地转动。对于功率较大的风力发动机,风轮的转速是很低的,而与之联合工作的机械,转速要求较高,因此必须设置变速箱,把风轮转速提高到工作机械的工作转速。风力发动机只有当风垂直地吹向风轮转动面时,才能发出最大功率来,由于风向多变,因此还要有一种装置,使之在风向变化时,保证风轮跟着转动,自动对淮风向,这就是机尾的作用。风力发动机是多种工作机械的原动机。利用它带动水泵和水车,就是风力提水机;带动碾米机,就是风力碾米机;此类机械统称为风能的直接利用装置。带动发电机的就叫风力发电机。它们均由两大部分组成,一部分是风力发动机本体和附件,是把风能转化为机械能的装置;另一部分是电气部分,包括发电机及电气装置,把机械能转化为电能,并可靠地提供给用户。小风力发电机的容量不大,功率一般从几瓦到几千瓦,大都具有结构简单,搬运方便的优点。按风力发动机与发电机的连接方式分,有变速连接的和直接连接的两种。2.4风力机类型尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机,风轮的旋转轴与风向平行;②垂直轴风力发电机,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。水平轴风力发电机:水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的再一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况垂直轴风力发电机:垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和被子做成的风轮,这是一种纯阻力装置;S型风车,具有部分升力,但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩,但尖速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。达里厄式风轮:是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。双馈型感应发电机:该技术不过分依赖于蓄电池的容量,而是从励磁系统入手,对励磁电流加以适当的控制,从而达到输出一个恒频电能的目的。双馈感应发电机在结构上类似于异步发电机,但在励磁上双馈发电机采用交流励磁。我们知道一个脉振磁势可以分解为两个方向相反的旋转磁势,而三相绕组的适当安排可以使其中一个磁势的效果消去,这样一来就得到一个在空间旋转的磁势,这就相当于同步发电机中带有直流励磁的转子。双馈发电机的优势就在于,交流励磁的频率是可调的,这就是说旋转励磁磁动势的频率可调。这样当原动机的转速不定时,适当调节励磁电流的频率,就可以满足输出恒频电能的目的。由于电力电子元器件的容量越来越大,所以双馈发电机组的励磁系统调节能力也越来越强,这使得双馈机的单机容量得以提高。虽然,部分理论还在完善当中,但是双馈反应发电机的广泛应用这一趋势将越来越明显。马格努斯效应风轮:马格努斯效应风轮,由自旋的圆柱体组成,当它在气流中工作时,产生的移动力是由于马格努斯效应引起的,其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔,通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流,以增加速度,偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料,是水平气流变成垂直方向的气流。径流双轮效应风轮:loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况径流双轮效应或双轮效应是一种新型风能转化方式。首先它是一种双轮结构,相对于水平轴流式风机,它是径流式的,同已有的立轴式风机一样都是沿长轴布设桨叶的,直接利用风的推力旋转工作的,单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反,相互抵消,输出力矩不大。设计为双轮结构并靠近安装,同步运转,就将原来的立轴力矩输出对桨叶流体力学形状的依赖进而改变为双轮间的利用转动产生涡流力的利用,两轮相互借力,相互推动;而对吹向两轮间的逆向风流可以互相遮挡,进而又依次轮流将其分拨于两轮的外侧,使两轮外侧获得有叠加的风流,因此使双轮的外缘线速度可以高于风速,双轮结构的这种互相助力,主动利用风力的特点产生了“双轮效应”。相比有些单轮式结构风机中采用外加的遮挡法、活动式变桨矩等被动式减少叶轮回转复位阻力的设计,体现了积极利用风力的特点。因此这一发明的不仅具有实用作用,促进风力利用的研究和发展,而且具有新的流体力学方面的意义。它开辟了风能发展的新空间,是一项带有基础性质的发明,这种双轮风机具有的设计简捷,易于制造加工,转数较低,重心下降,安全性好,运行成本低,维护容易,无噪音污染等明显特点,可以广泛普及推广,适应节能减排需求。特殊风力机:(1)离心甩出式风力机这种风力机用风吹动带空腔的叶片使其回转,空气因受离心力作用从叶片中用出,在塔的内部放置空气涡轮机,由涡轮转动来发电。(2)移动翼栅式风力机它是在大型的圆形轨道上(直径为8—10公里)装置着竖着的帆状翼栅形小车,借助风力小车车轮沿圆形轨道滚动,从而驱动连接在车轴上的发电机发电。(3)四螺旋风力机这种风力机是下图所示的特殊装置,放松张紧绳,可使风力机的回转部分折合。因是利用卷成涡旋状的帆接受风力,所以叫四螺旋风力机。在美国的塞法风力发电机公司2.5千瓦的原型机正在试验之中。一、风力发电系统3.1系统组成叶轮(浆叶、轮毂):三桨叶,水平轴,上风型,定浆距失速调节型和变浆距调节两种形式。发电机:采用多极变速恒频双馈发电机。loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况制动系统:采用机械、电制动两套制动系统,确保事故状态系统的安全制动。偏航系统:由在机座上面的两个相互独立的传感器(风速计和风标)确定风速和风向。当风向变化时,风标登记这个方位,且传递信号到控制器。控制偏航系统去转动机舱。塔架:采用钢结构锥形筒,表面经喷锌加喷铝涂层防腐处理,内部设有梯子直接登上偏航系统和机舱,内部备有220V照明和月台。控制系统:是一套基于工业控制计算机和数字信号处理器(DSP)的风力发电机组DCS控制系统。主要任务是将发电机切入和切除电网,并管理来自不同传感器(风电机组内部传感器,电网电压电流变送器等)的全部信息。根据采集的数据,计算机程序将自动以最佳和最安全的方式执行所有的控制操作。计算机实时监控全部阀值参数。运行和安全系统:风速达到3m/s时机组自启动,加速,到同步转速时,软切入;超出安全风速时自动停机;风速降到安全启动风速后,能自动再启动;事故情况下空气断路器和机械制动可同时动作;安全系统是失灵安全型。除了监测控制系统还有利用离心力的冗余安全系统。3.2运行方式风能发电的主要形式有三种:一是独立运行;二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合;三是风力并网发电。小型独立风力发电系统:小型独立风力发电系统一般不并网发电,只能独立使用,单台装机容量约为100瓦-5千瓦,通常不超过10千瓦。它的构成为:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。因风量不稳定,故小型风力发电机输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。并网风力发电系统:loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况德国、丹麦、西班牙等国家的企业开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统,发展变桨距控制及失速控制的风力机设计理论,采用新型风力机叶片材料及叶片翼型,研制出变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机,开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术,从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。在此基础上,风力发电机单机装机容量可以达到600千瓦以上。不少国家建立了众多的中型及大型风力发电场,并实现了与大电网的对接。3.3风电厂选址在独立风力发电系统中,由于风力发电机组的安装地点会受到许多客观条件的限制,致使选址范围较窄。尽管如此,也要在可供选择地点的基础上,对其气象、地形等因素进行充分的分析研究。一、安装地点的气象因素众所周知,风力发电机组能有效地将风能转换成电能,而一年中发电量的大小直接取决于安装地点的风况。户用型独立风力发电系统选择的机组容量通常在100~500w,村落型机组容量约为几十kw。用户希望机组一年中有较长的发电时间,以便尽可能保证连续供电。风力发电机组安装地点要考察的气象因素主要包括:1.年平均风速根据实践经验和对宏观风速资料的分析研究,户用型风力发电机安装地点的年平均风速不宜低于3.5m/s,村落型机组安装地点的年平均风速应在5~5.5m/s以上。如果满足年平均风速的基本条件,就能保证当地的风力发电具有一定的经济性。2.风速频率分布曲线如果当地风况是一条比较平缓的风速频率分布曲线,说明当地在一年中风速的日变化、月变化都相对较小,有效风速小时数较长,从而使风力发电机组发电量的变化较小,有利于用户对电能的充分利用,并将减少蓄电池的储能容量。3.无强烈的旋风和切变loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况风力发电机组最容易遭受强烈旋风和切变风速的破坏。风速与风向的剧烈变化,不仅使风力发电机组不能稳定运行,发电量忽高忽低,忽有忽无,而且会使机组叶片承受强烈的振动和应力,轻则极大地降低风力发电机组的使用寿命,重则会使机组毁坏。因此,风力发电机组应避开存在这种风况的地点。4.要考虑沙尘暴以及低温冰雪的影响沙尘暴会使风力发电机组叶片的表面受到伤害,而且不光滑,大大降低其气动效率,使发电量减少。大雪和冰冻都有可能影响叶片和机械部件的正常运行,安装地点应尽量避开这些可能发生自然灾害的地方。二、安装地点的地形条件不同的地形、地貌会影响风的正常流动,有的将使风加速,减速甚至转向,从而波及到风力发电机组的正常运行和使用寿命。1.平坦地形风速在平坦地形不易发生突变,风向也会较为稳定。这种地形条件是安装风力发电机的良好位置。2.复杂地形复杂地形包括山丘、山脊、山谷、隘口等等,在这些地方,局部的风速与风向有时会发生剧烈的变化。对于山丘、山脊等隆升型地形,风力发电机组应安装在方向的高处,但是要避免靠近山崖。隘口等低凹地形旺旺会放声狭窄向风的加速,而其他方向的风速遭阻挡,因此,风力发电机组安装在狭窄处可以获得较好的风能。3.地表粗糙度地表粗糙度不同,风与地面的摩擦系数也会不同,因而,风速的高程廓线也会发生变化。风力发电机组应尽量避免安装在高草地、灌木丛火庄稼地附近。4.房屋附近在房屋附近安装风力发电机组可视为机组周围有高大障碍物,因此要注意:第一,安装在主风向的上游;第二,与房屋的距离尽量保持在风力发电机直径的5倍以上;第三,机组塔架应尽量高出房屋1倍的机组直径。3.4风能与其他新能源互补系统风力/柴油联合发电系统loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况目前,在大电网难以达到的边远或孤立地区,通常的办法是采用柴油发电机组来提供必要的生活和生产用电。由于柴油价格高,加之运输方面的困难,造成发电成本相当高,并且由于交通不便和燃料供应的紧张,往往不能保证电力的可靠供应。而这些边远地区特别是海岛大部分有较丰富的风能资源,随着风电技术的日趋成熟,其电能的生产成本已经低于柴油发电的成本。因此,采用风力发电机组和柴油发电机组联合运行,为电网达不到的地区提供稳定可靠的、符合电能质量#电压、频率等$标准的电力,最大限度地节约柴油并减少对环境的污染,是世界各国在风能利用与开发研究中颇受瞩目的方向之一。特别是对发展中国家,由于电网尚不够普及,更具有广阔的应用前景。现在世界上正在研究和运行的风力%柴油发电系统的类型很多,但一般说来,整个系统不外乎包括以下部分,即:风力发电机组、柴油发电机组、蓄能装置、控制系统、用户负载及耗能负载等。风/光联合发电系统风能、太阳能都是取之不尽用之不竭的清洁能源,但它们又都是不稳定、不连续的能源,单独用于无电网地区,需要配备相当大的储能设备,或者采取多能互补的办法,以保证基本稳定的供电。风)光联合发电即是一种多能互补的发电方式,特别是我国属于季风气候区,一般冬季风大,太阳辐射强度小;夏季风小,太阳辐射强度大,正好可以相互补充利用。一、我国风能发展概况4.1我国风能资源储量及分布我国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,季风强盛,内陆还有许多山系,地形复杂,加之青藏高原耸立我国西部,改变了海陆影响所引起的气压分布和大气环流,增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆,那里空气十分严寒干燥冷空气积累到一定程度,在有利高空环流引导下,就会爆发南下俗称寒潮,在此频频南下的强冷空气控制和影响下,形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省(直辖市、自治区)。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下,主要影响我国西北、东北和华北,直到次年春夏之交才消失。loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风,东南季风影响遍及我国东半壁,西南季风则影响西南各省和南部沿海,但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡漩,是破坏力极大的海洋风暴,每年夏秋两季频繁侵袭我国,登陆我国南海之滨和东南沿海,热带风暴也能在上海以北登陆,但次数很少。青藏高原地势高亢开阔,冬季东南部盛行偏南风,东北部多为东北风,其他地区一般为偏西风,夏季大约以唐古拉山为界,以南盛行东南风,以北为东至东北风。我国幅员辽阔,陆疆总长达2万多公里,还有1800O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三类: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1/1OO,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,新疆达板城,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。根据全国气象台部分风能资料的统和计算,中国风能分区及占全国面积的百分比见下表:中国风能分区及占全国面积的百分比指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度(W/m2)>200200~150<150~50<50年≥3m/s累计小时数(h)>50005000~4000<4000~2000<2000年≥6m/s累计小时数(h)>22002200~1500<1500~350<350占全国面积的百分比(%)81850244.2风能对我国能源可持续发展的意义loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进,以前只是在少数边远地区使用,风力发电机接一个15W的灯泡直接用电,一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步,采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯;高速公路可用它做夜晚的路标灯;山区的孩子可以在日光灯下晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机,这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机,不但可以防止停电,而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区,风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务,使人们看电视及照明用电与城市同步,也能使自己劳动致富。4.3我国风能发展概况及展望2005年:中国大陆已建成风电场59座,运行中的风力发电机组共计1869部,总装置容量达124.6万瓩(1246MW)[10]。2006年:共新增134.7万瓩,总装置容量达260.4万瓩,居世界第六位。2007年:总装置容量较前一年增加一倍,达605万瓩。2008年:新增装置容量达616万瓩,为该年增量第二多的国家,排名亦超越印度达世界第五。2010年:新增装置容量为世界该年增量第一多的国家,总装置容量居世界第一位。loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划,未来15年,全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算,根据《风能世界》杂志发布,未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持高速发展,同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。2011年该行业的利润总额将保持高速增长,经过2011年的高速增长,预计2012年增速会稍有回落,但增长速度也将达到60%以上。风电发展到目前阶段,其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于:能力每增加一倍,成本就下降15%,近几年世界风电增长一直保持在30%以上。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化,风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。一、全球风能发展概况5.1全球风能资源与特征地球上的风能资源十分丰富,根据相关资料统计,每年来自外层空间的辐射能为1.5×1018kW·h,其中的2.5%,即3.8×1016kW.h的能量被大气吸收,产生大约4.3×l0l2kW.h的风能。这一能量是1973年全世界电厂1×1010kW功率的约400倍。风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带,如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家。世界气象组织于1981年发表了全世界范围风能资源估计分布图,按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为10个等级。8级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上,大陆上风能则一般不超过7级,其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。5.2全球风能开发利用和实践在政策的鼓励下,2007年全球风电新装机容量约为2000万千瓦,累计装机9400万千瓦。2008年是风电发展具有标志性的一年:这一年风电成为非水电可再生能源中第一个全球装机超过1亿千瓦的电力资源。风电作为能源领域增长最快的行业,共为全球提供了近20万个就业机会,仅2006年风电场建设投资就接近170亿欧元。欧洲和美国在风电市场中占统治地位,其中德国是目前风电装机最大的国家,装机容量超过2000万千瓦;美国和西班牙也都超过了1000万千瓦;印度是除美国和欧洲之外新装机容量最大的国家,装机总容量也超过600万千瓦。经过30年的努力,随着市场不断扩展,风电的成本也大幅度下降,每千瓦时风电成本由20世纪80年代初的20美分下降到2007年的4~6loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况美分。在风能资源较好的地方,风电完全可以和燃煤电厂竞争,在某些地区甚至可以与燃气电力匹敌。值得注意的是,在经济性不断改善以及多重政策激励作用下,欧洲2007年新增电源中风电首次超过天然气发电,成为第一大电源;美国2007年新增的风电装机也仅次于气电,位居第二。尽管发展风电仍然存在着这样那样的难度,如电网适应能力、风能资源预报水平、海上风电发展等,但在市场稳步扩大、技术和产业成熟度不断提升、与常规能源相比的经济性优势逐步凸显,特别是政策环境前景非常明朗的情况下,世界各国都对风电发展充满了信心。例如,欧美都公布了2030年风电发展目标,提出了2030年风电满足20%甚至更多电力需求的宏大目标,届时都将发展约3亿千瓦的规模,这也为全球风电的长期发展定下了基调。国际能源署(IEA)2008年颁布的《2050年能源技术情景》判断,2010—2050年,全球风电平均每年增加7000万千瓦,风电将成为一个庞大的新兴电力市场。5.3典型地区的风能开发利用德国德国对风力发电的扶持政策是目前国际上最有效的政策之一。德国政府早在20世纪90年代就制定了风电等可再生能源发电上网和强制购买的法律,要求电网公司无条件地按照法律规定的价格购买风电,并按照风能资源(依据风速高低)和开发条件(海上和陆上)列出风电上网电价的计算公式,有力促进了德国风电产业的发展,使得一个已经开发的风电场平均利用小时数只有1800小时的低风速国家成为世界上风电产业最成功的国家。不仅风电装机容量(目前达到2230万千瓦)一直稳居世界第一,培育出世界一流的风机制造业和研发队伍,还吸引了世界上大型风电企业参与竞争,通用电气(GE)、歌美飒(Gamesa)、苏司兰(Suzlon)、维斯塔斯以及我国的金风科技等均在德国设立了工厂和研发中心。美国美国把发电技术作为维系现代化生活和现代工业文明的基础。美国在20世纪80年代曾经是世界风电和太阳能发电大国,但是在80年代后期,随着石油价格的下滑,其风电发展势头锐减。近年来,随着对气候变化问题的重视和对保障能源安全的理解,以风电和太阳能发电为代表的分布式发电技术的发展重新抬头。自2000年布什入主白宫以来,特别是在其第二个任期内,美国政府开始关注可再生能源的发展,联邦政府共计拨款120loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况亿美元,支持新能源技术的研究开发,并且取得了令世界瞩目的成果:一是生物液体燃料发展迅速,自2000年的16亿加仑(1加仑等于3.79升)增加到64亿加仑;二是重新成为世界风电大国,2001—2007年,美国的风电增加了300%,2007年一年新增风电装机容量520万千瓦,居世界之首,累计装机容量达到1682万千瓦,2008年9月底,累计安装量已经超过了2000万千瓦,居世界第二。2007年,布什总统签署的新的能源法案,共计拨款100亿美元用于可再生能源的研究和开发。美国政府为本国新能源的发展定了调子,这就是发展新能源技术、保障能源安全、促进经济发展和应对气候变化。其风电开发以大规模的并网发电为主,预计到2030年风电在美国的发电装机比例中可能提高到20%。太阳能发电将以分布式的屋顶系统为主。2006年,美国可再生能源理事会提出了将可再生能源的比例由目前的4%左右,提高到2025年的25%的发展目标。这一目标得到50多家学会、协会的一致赞同,并发起成立了“25×25联盟”,目前已经有29个州加入了这一联盟。风电和太阳能发电以及地热利用是其发展的重点。美国风能协会也提出了未来依靠风电满足美国20%电力需求的宏伟目标。美国扶持风电发展的政策核心是每千瓦时退税1.8美分,相当于在常规发电上网电价的基础上每千瓦时加价1.8美分。丹麦自20世纪80年代开始,丹麦政府根据资源优势,大力发展以风能和生物质能源为主的可再生能源。先后投入约20亿美元支持风电技术的研发和产业发展,率先制定了鼓励发展风电等其他分布式电源的政策,要求电力企业全额收购可再生能源发电。到2007年年底,丹麦的风力发电装机容量达到310万千瓦,占其发电装机总容量的25%,占其发电量的17%。同时,丹麦还形成了维斯塔斯、恩德和包纳斯(后被西门子收购)等一批世界一流的风电企业。目前世界累计安装的风机中60%以上产自丹麦,丹麦风机产量占世界的50%,在世界贸易额中占据70%。仅维斯塔斯一家的风机产量就高达400万千瓦,出口达30亿欧元,占欧盟的1/3。此外,丹麦还大力展分布式能源,利用生物质能源发展热电联产和集中供热。这些措施使得丹麦可再生能源发电的比例,在2005年就达到30%,提前5年完成了欧盟2010年可再生能源发电比例达到29%loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15 风力发展概况的目标,其中风电在整个可再生能源中的比例超过50%。以风电为主的可再生能源在丹麦已经取得举足轻重的地位,2005年,可再生能源在全部能源生产中比例已经提高到15%以上,超过了1.2×1017焦。风电已经成为丹麦出口的能源品种之一。丹麦还鼓动欧盟大力发展海上风电,通过德国、波兰等与欧洲北部电网相连,试图将海上风电输送到欧洲。这一计划得到了欧盟的支持,已经列入欧盟支持海上风电发展的示范项目。为此,丹麦争取在2020年将海上风电装机容量从目前的30万千瓦左右,提高到300万千瓦,近期即在2009年就达到90万千瓦,开始向北欧电网大量供应风电。参考文献【1】原鲲,王希麟.风能概论化学工业出版社.2010.1【2】肖创英.欧美风电发展的经验与启示中国电力出版社.2010.4【3】李俊峰等.2011中国风电发展报告中国环境科学出版社.2011.6【4】国家发展改革委员会.可再生能源中长期发展规划.2007【5】中国气象局.中国风能资源评估(2009).2010.【6】百度百科.风力发电风力发电原理【7】中国科普博览网等loanapprovalandpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit15

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭