风电上网与电网关系研究
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关于风电场接入系统电网一次部分研究随着风电装机规模的不断扩大,风电场接入电网的问题越来越引起人们的关注。
在风电场与电网连接过程中,涉及到的问题包括电压质量、电流变化、频率稳定性等。
本文将对风电场接入电网一次部分进行研究,探讨风电场接入电网的情况,分析其对电网的影响,并提出相应的解决方案。
一、风电场接入电网的情况风电场接入电网需要考虑的问题有很多。
其中一点就是风电机组与电网之间的电气连接问题。
风电机组通过电气连接将自己与电网连接起来,从而使其发电功率输出到电网中。
不同的风电机组会采用不同的电气连接方式,主要分为两种:1. 直接型电气连接:将风电机组通过电气系统直接连接到电网中。
2. 变流型电气连接:将风电机组通过变流器将发电机输出的电流转换为电网所需的电流。
在这两种电气连接方式中,直接型电气连接相对简单可靠,但其控制性能较差,不能满足灵活性要求;而变流型电气连接则能够对电压和频率进行调节和控制,但其连接部分有大量的电子元器件,容易出现设备故障。
风电场接入电网,会对电网造成一定的影响。
这主要表现在以下几个方面:1. 电压波动:对于直接型电气连接的风电机组,当风电场的电功率突然改变时,电压波动会出现。
这种现象被称为电气冲击。
2. 电流变化:风电机组的运行状态也会导致电流的变化。
如果电网无法有效地控制和调整电流,会引起电压和频率的变化。
3. 频率稳定性:风电机组具有随风速、发动机转速、风轮叶片角度等参数变化而变化的特点,这种变化在一定程度上会影响电网的频率稳定性。
以上这些问题,都需要风电场在接入电网时进行考虑和解决。
三、解决方案为了解决上述问题,需要采取一系列的措施。
下面针对每个问题提出解决方案。
1. 解决电压波动问题电压波动是由于电网电容冲击引起,解决方法包括增加电容存储能量,提高电网综合阻尼等。
电流变化会导致电网电压和频率的变化,解决方法包括在输电线路上增加补偿电容,控制风电场的投入和退出等。
3. 解决频率稳定性问题风电场对电网频率的影响导致电网的频率稳定性不好,解决方法包括增加系统惯性、提高发电机系统控制精度等。
风力发电电网并网的研究方法引言风力发电作为一种清洁能源的重要来源,受到了越来越多的关注和研究。
然而,其电力系统的并网问题依然是一个具有挑战性的课题。
风力发电电网并网的研究方法对于保障系统的稳定运行、提高整体可靠性具有重要意义。
本文将介绍一些常用的研究方法,以帮助研究人员更好地进行风力发电电网并网研究。
1. 系统分析方法系统分析方法是风力发电电网并网研究中的基础工作,通过对电力系统的整体结构和运行特性进行分析,揭示系统存在的问题和潜在的风险。
常用的系统分析方法包括系统模拟、系统故障分析和系统优化等。
1.1 系统模拟系统模拟是利用计算机软件对电力系统的运行进行模拟和仿真。
通过模拟可以获取系统的运行状态、电流、电压等关键参数,从而评估系统在不同情况下的性能和稳定性。
常用的系统模拟软件包括PSS/E、PowerWorld和MATPOWER等。
1.2 系统故障分析系统故障分析是通过对系统中各种故障情况进行模拟和分析,找出故障根源,并提出相应的解决办法。
常见的系统故障包括短路故障、过电压故障和电容器故障等。
分析故障情况可以帮助设计和改进系统的保护策略和控制方法。
1.3 系统优化系统优化是通过对系统的结构、参数和控制策略进行优化,以提高系统的性能和可靠性。
系统优化包括多目标优化、最优潮流分析和最优控制等。
优化方法可以帮助提高系统的效率和经济性。
2. 资源评估方法风力发电电网并网研究需要对风力资源进行评估,以确定和预测电力系统的供给能力。
常用的资源评估方法包括风力资源测量、数据分析和数学建模等。
2.1 风力资源测量风力资源测量是通过布设风速测量仪器和风向标等设备,对风能资源进行直接测量和采集数据。
测量结果可以提供风速和风向的统计分析,为电力系统的规划和设计提供依据。
2.2 数据分析数据分析是对测量数据进行整理、处理和分析,以提取有用的信息和模式。
常用的数据分析方法包括统计分析、时间序列分析和相关性分析等。
分析结果可以帮助了解风能资源的空间和时间变化规律。
风能发电与电网的关系与互联技术随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显,风能发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到越来越多的关注。
风能发电系统通过利用风力转动风机叶片,将风能转化为电能,并注入电网供应给用户。
风能与电网的关系紧密相连,而互联技术的应用则进一步提高了风能发电系统的可靠性、灵活性和效率。
首先,我们来探讨风能与电网之间的关系。
风能发电系统是一种分布式能源系统,其发电设备通常分布在广阔的地域范围内。
这意味着电网必须具备足够的灵活性和适应性来接纳和管理来自不同地点的不稳定的风能发电。
电网在这个过程中扮演着关键的角色,它起着传输和分配电能的作用,以确保风能发电的可靠供应。
电网需要根据风能发电的输出情况以及用户的需求来灵活地管理能源的供给与需求之间的平衡。
只有通过准确、快速地调节电网负载和产生风能的风机输出之间的平衡,才能保证风能发电系统的稳定运行。
为了更好地实现风能发电系统与电网的互联,互联技术的应用是至关重要的。
互联技术是指使用信息和通信技术来实现设备之间的连接和通信,以实现自动化、智能化和高效化的能源系统运营。
在风能发电系统中,互联技术使得风能发电设备能够与电网进行实时的通信和协调。
通过与电网的互联,风能发电设备可以实时监测和响应电网的需求,以便在需要时调整电能的注入量。
这种实时的沟通和协调能够增加风能发电系统的灵活性和可靠性,从而提高整体的能源利用效率。
具体而言,风能发电与电网的互联技术应用包括以下几个方面:1.预测与响应技术:通过使用气象数据、机器学习算法等技术,风能发电系统能够预测未来的风能资源情况,并相应地调整风机的输出。
当电网负荷较高时,风机可以提高输出以满足需求;当电网负荷较低时,风机则可以减少输出,避免能源的浪费。
这种预测与响应技术能够提高电网的平衡性,减少对其他能源的依赖。
2.电能储存技术:风能发电系统通常会面临风力不稳定的情况,这意味着风机输出的电能也会不稳定。
为了平衡风机的输出和电网需求之间的差异,电能储存技术可以起到重要的作用。
浅析风电并网对电网影响风电并网是指将风能转换成电能后,通过电网输送到用户端使用的过程。
风电并网的发展对电网运行和电力系统产生了诸多影响,本文将对其影响进行浅析。
首先,风电并网对电网结构和运行方式产生了影响。
传统的电力系统主要由大型火电、水电等发电厂构成,而风电发电机组通常较小,数量众多。
因此,在风电并网后,电网结构发生了变化,由传统的中心集中式电源向分布式电源转变,相应地也改变了电网的运行方式。
风电的并网使得电网的安全性和可靠性进一步增强,可以更好地应对单个电厂发生故障的情况。
其次,风电并网对电网供电能力和负荷均衡产生了影响。
风电的发电能力与风速相关,受自然因素的限制,风电的发电能力存在不稳定性和不可预测性。
这使得电网供电能力变得更为复杂,需要进行合理规划和管理。
同时,风电的并网也会对电网的负荷均衡产生影响。
风电的不稳定性和波动性使得电网容易出现频繁的负荷波动,需要通过电网调度来保持负荷均衡,提高电网的稳定性。
第三,风电并网对电网电压和频率稳定性产生了影响。
风电并网后,由于其产生的风能转换为电能的过程中存在一定的变频和变压,可能导致电网的电压和频率波动。
这对电网的电压和频率稳定性造成了一定的影响。
因此,需要在电网中引入相应的控制策略,如有功功率控制、无功功率控制等,来保持电网的电压和频率稳定。
最后,风电并网对电网的电力质量产生了影响。
由于风电的输出功率具有波动性和不稳定性,其并网可能导致电网的电压波动和谐波问题。
这对电网的电力质量造成一定的影响,可能引起电器设备的损坏或故障。
因此,需要采取相应的措施和技术手段来改善电网的电力质量,如采用STATCOM(静止补偿装置)等有源功率过滤技术来控制电压和谐波。
总的来说,风电并网对电网的影响是多方面的,涉及到电网结构、运行方式、供电能力、负荷均衡、电压稳定性、频率稳定性和电力质量等方面。
为了更好地适应风电并网的影响,需要加强对电网的规划和管理,引入相应的技术手段和控制策略,以提高电网的可靠性、稳定性和经济性。
浅析风电并网对电网影响风力发电的主要特点是随机性与不可控性,主要随风速变化而变化。
因此,风电并网运行对主电网运行带来诸多不利影响。
分析风电场并网对电网影响是风电事业发展的关键技术问题,同时也是电网部门安全、经济运行的一个新课题。
一、风力发电机的类型分析风电并网的影响,首先要考虑风力发电机类型的不同。
不同风电机组的工作原理、数学模型都不相同,因此分析方法也有所差异。
目前国内风电机组的主要机型有3种,每种机型都有其特点。
1.1异步风力发电机国内已运行风电场大部分机组是异步风电发电机。
主要特点是结构简单、运行可靠、价格便宜。
这种发电机组为定速恒频机沮,运行中转速基本不变,风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小,因而发电能力比新型机组低。
同时运行中需要从电力系统中吸收无功功率。
为满足电网对风电场功率因数的要求,多采用在机端并联补偿电容器的方法,其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量的电容器。
由于风速大小随气候环境变化,驱动发电机的风力机不可能经常在额定风速下运行,为了充分利用低风速时的风能,增加全年的发电量,近年广泛应用双速异步发电机。
这种双速异步发电机可以改变极对数,有大、小电机2种运行方式。
1.2双馈异步风力发电机国内还有一些风电场选用双馈异步风力发电机,大多来源于国外,价格较贵。
这种机型称为变速恒频发电系统,其风力机可以变速运行,运行速度能在一个较宽的范围内调节,使风机风能利用系数Cp得到优化,获得高的利用效率;可以实现发电机较平滑的电功率输出;发电机本身不需要另外附加无功补偿设备,可实现功率因数在一定范围内的调节,例如功率因数从领先0.95调节到滞后0.95范围内,因而具有调节无功功率出力的能力。
1.3直驱式交流永磁同步发电机大型风力发电机组在实际运行中,齿轮箱是故障较高的部件。
采用无齿轮箱结构能大大提高风电机组的可靠性,降低故障率,提高风电机组的寿命。
目前国内有风电场使用了直驱式交流永磁同步发电机,运行时全部功率经A-D-A变换,接入电力系统并网运行。
探讨风电接入对电力系统的影响风电是一种清洁、可持续的能源,已经成为了世界各国发展可再生能源的主要选择之一。
近年来,随着国内对可再生能源的推广和利用,风电在国内的发展也越来越迅速。
风电接入电力系统对于电力系统自身以及国家经济的发展都具有重要的意义。
那么,本文将从三个方面探讨风电接入对电力系统的影响。
一、对电网的稳定性和可靠性的影响从技术层面上来看,风电的不可控因素对电网稳定性产生一定影响。
由于风资源的不稳定性,风电场并不能保证始终能够输出稳定的电力,而这些波动将反映到电网的负荷平衡、电压稳定等方面,特别是在高密度风电接入网络中,对电力系统的影响会更加明显。
面对这样的挑战,研究人员通过协调各类技术手段,包括电力系统调度、风电场运行控制、电力系统各层面的管理和规划等,来增强电网的稳定性和可靠性。
二、对环保的影响风电正是因为具有良好的环保性而得到了广泛的关注和追捧。
风电作为一种利用自然能源的发电方式,没有排放污染物和温室气体,降低了对环境造成的影响。
同时,大规模建设风电项目也能促进电力行业实现减排和优化能源结构的目标,从而实现可持续发展。
所以,风电接入电力系统,对于环境保护方面的影响非常大。
三、对电力市场的影响风电产业的发展对电力市场带来了巨大影响,其实际的贡献在于降低电力市场价格。
在中国,随着风电装机容量增加,其在全国电力供应结构中的比例也在逐年提高。
根据中国电力规划纲要,到2021年和2030年,风电装机容量分别将达到扩容到2.2亿千瓦和4.5亿千瓦。
在此背景下,大规模开发风电必然导致电力市场竞争加剧,更新换代速度加快,同时也为电力市场参与者带来了新的机会和挑战。
总而言之,风电的广泛应用以及与传统能源的搭配,有利于促进可持续能源的发展,减少对环境的破坏,助推我国向低碳经济转型,并对全球气候变化产生积极的影响。
风电接入电力系统,其正向作用显而易见,但同时也需要在合理规划、科学管理、可持续发展等方面加以强化和探索。
风电场接入电网技术研究近年来,风电产业迅速发展,风电场接入电网成为了一个热门话题。
随着风电场数量的增加,风电场接入电网技术研究也变得尤为重要。
本文将介绍风电场接入电网技术研究的相关问题。
一、背景与意义现代社会对于清洁能源的需求越来越大,而风能作为一种可再生的清洁能源,逐渐受到了人们的关注。
风电场接入电网是将风电场接入到电力系统中,实现风能资源的有效利用。
与传统的火电厂接入电网不同,风电场的接入电网会带来一些问题,比如电网稳定性、控制方法和电网规划等等。
因此,风电场接入电网技术研究就显得尤为重要。
二、风电场接入电网的问题1. 电网稳定性问题随着风电场的不断增加,其对电网稳定性的影响也越来越大。
在风电场接入电网的过程中,一些因素会影响电网的稳定性,比如电网荷电平衡、电网频率和电压等等。
因此,对于风电场接入电网的电气特性进行研究是非常必要的。
2. 控制方法问题为了保证风电场在接入电网时的正常运行,需要提出相应的控制方法。
在风电场接入电网的过程中,需要考虑到风场的运行状况和电网的运行状况,并对其进行相应的控制。
例如,在风电场接入电网时,需要对并联运行的风机进行控制,以保证其输出电能的稳定性。
3. 电网规划问题在风电场接入电网的过程中,需要对电网进行规划,以保证风电场的能量输出。
电网规划需要考虑电网的储能能力、输电线路的规划和电网的负荷等因素。
因此,电网规划也是风电场接入电网的重要问题之一。
三、风电场接入电网技术研究1. 模拟计算风电场接入电网技术研究的第一步是进行模拟计算。
通过计算机模拟,能够对风电场接入电网的电气特性进行分析和优化,找出存在的问题,并提出相应的改进措施,以保证风电场接入电网的正常运行。
模拟计算的方法包括模型建立、参数计算和结果分析等步骤。
2. 试验研究除了模拟计算,试验研究也是风电场接入电网技术研究的一个重要手段。
通过实际的试验,能够对风电场接入电网的电气特性进行实测,了解其实际运行情况,找出存在的问题,并提出相应的改进措施,以保证风电场接入电网的正常运行。
电力系统中的风电并网与输变电研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一,为满足人们对能源的需求,传统的燃煤、水电等发电方式已无法满足迅速增长的用电需求。
在可再生能源的发展中,风能作为一种重要的清洁能源,风电并网和输变电技术的研究对电力系统的可靠运行和稳定供电具有重要意义。
风电并网是指将风力发电系统与电力系统进行连接,通过电网输送清洁的风能。
风力发电系统将风能转化为机械能,再经过风力发电机转化为电能,最终与电力系统进行连接。
风电并网技术可以有效地利用风能资源,减少了对传统能源的依赖,实现了绿色能源的利用。
同时,风电并网技术也面临一系列挑战,如风电机组的可靠性、并网对电力系统的影响等。
为了实现风电并网,输变电技术在电力系统中起着至关重要的作用。
输变电技术是将电能从发电厂输送到用户之间的技术和设备系统。
在风电并网中,输变电技术主要解决了以下问题:长距离电量输送、电压和频率的稳定控制、电能的可靠传输等。
随着风电装机容量的增加,输变电技术也提出了新的要求,如提高输电效率、减少线路损耗、降低系统负荷等。
针对电力系统中的风电并网与输变电研究,学界和工业界进行了大量的探索和实践,取得了一系列成果。
例如,针对风电机组可靠性问题,研究者从风电机组的设计、制造、维护等方面进行了深入研究,提高了风电机组的可靠性和运行稳定性。
另外,研究人员还针对风电并网对电力系统的影响进行了模拟和仿真,分析了风电的并网方式、电压和频率等问题,为电力系统的稳定运行提供了理论和实践的支持。
在输变电技术方面,学者们提出了一系列的技术手段和解决方案。
例如,采用高压直流输电技术可以有效解决长距离输电的问题,提高输电效率和稳定性;而柔性直流输电技术则可以提高输电网对风电等可再生能源的接纳能力。
此外,智能电网技术的引入也为电力系统中的风电并网与输变电提供了更高效、灵活的解决方案,实现了对风电电量的精确监控和优化控制。
值得一提的是,电力系统中的风电并网与输变电研究并非只有技术层面的问题,也涉及到政策、经济等多个方面。
风电发展对电网安全稳定运行的影响研究随着全球范围内对可再生能源的日益关注,风电作为其中的主要形式之一得到了快速发展。
然而,风电的大规模接入电网也带来了一系列的挑战,其中最为突出的问题是对电网安全稳定运行的影响。
本文将探讨风电发展对电网安全稳定运行的影响,并分析其原因和应对措施。
风电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源。
相比传统的化石燃料发电方式,风电具有环保、可持续等优势,因此在全球范围内得到了广泛的发展和应用。
然而,由于风能本身的不稳定性和随机性,风电的大规模接入电网给电网的运行带来了一定的挑战。
首先,风电的波动性对电网的频率稳定性造成了一定的影响。
风速的变化对风电发电量有直接的影响,因此,在风力较强时风电发电量增大,而在风力较弱或停风时则会减小甚至中断发电。
这种不稳定的发电量会导致电网的频率波动,进而影响电网的稳定运行。
频率失控可能导致电网崩溃,造成电力系统的停电。
其次,风电的上网电压对电网的稳定运行也具有一定的影响。
风电的接入会导致电网的电压变化,从而增加电网的无功功率流动。
电网的无功功率是维持电网电压稳定的重要指标之一,当无功功率超过电网可承受的容量时,可能会导致电压异常波动,甚至引起电网的故障。
此外,由于风电发电量的波动性和地理分布的不均衡性,风电的大规模接入还给电网的运行和调度带来了一定的挑战。
电网需要保持供需平衡,即随着用户负荷的变化动态地调整发电量。
然而,风电发电量的不稳定性和地理分布的不均衡性使得电网调度更为复杂。
在风电发电量突然增加或减少时,电网需要快速调整其他发电方式的输出,以维持稳定的供电。
针对风电发展对电网安全稳定运行的影响,需要采取一系列的应对措施。
首先,需要优化风电场的布局和规划,确保风电的地理分布尽可能均衡。
这样可以减少局部范围内的风电发电量波动,降低对电网的影响。
其次,应建立风电预测系统,准确预测风电的发电量和变化趋势,提前做好电网调度和发电计划。
第三,应加强电网的柔性变电站建设,增强电网的调峰能力和稳定性。
风电场电网连接技术研究与实现随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显,风力发电成为了越来越受关注的领域。
风电场的电网连接技术是风力发电系统不可或缺的一部分,对于实现可靠、高效、安全的电力输送起着重要的作用。
本文将从风电场电网连接技术的研究与实现角度进行探讨。
一、风电场电网连接技术的研究意义风电场电网连接技术是将风力发电场的电能与城市电网连接起来的关键技术,不仅直接影响到风力发电的可靠性与功率输出,还对电力系统的稳定运行和智能化调度等方面产生重要影响。
因此,研究风电场电网连接技术对于提高风力发电系统的经济性和可靠性具有重要意义。
二、风电场电网连接技术的分类风电场电网连接技术可以按照电网类型、连接方式、电力传输方式等多种方式进行分类。
根据电网类型,可以将风电场电网连接技术分为交流电网连接技术和直流电网连接技术。
根据连接方式,可以将其分为集中式连接和分布式连接。
根据电力传输方式,可以分为常规传输技术和海底电缆传输技术等。
三、风电场电网连接技术的关键难题在实际应用中,风电场电网连接技术面临着一些重要的技术难题。
一是电压和频率的稳定性问题,由于风能的不稳定性,风电场电网连接需要应对电压和频率的波动。
二是电网运行的安全和稳定问题,风电场的并网会对电力系统产生一定的影响,需要合理地调整放电功率和频率等参数。
三是实现大规模风电场的并网问题,如何高效地将分布式风力发电单元进行并网连接是一个复杂而重要的问题。
四、风电场电网连接技术的研究方法在研究风电场电网连接技术时,可以采用理论分析和仿真模拟相结合的方法进行。
理论分析可以通过建立数学模型和物理模型来研究风电场电网连接技术的特性和影响因素。
仿真模拟可以借助计算机软件,模拟不同条件下的电网连接情况,以评估其性能和可靠性。
五、风电场电网连接技术的实现方案在实现风电场电网连接技术时,可以采用一些关键技术和装置来提高系统的安全性和稳定性。
一是采用智能型开关技术,可以对电流和电压等参数进行精确控制。
因电网吸纳问题造成已建好的风电场利用效率不高、效益较差,给风电场业主造成巨大损失。
2008年因电网吸纳能力限制造成的风电场少发电量16亿千瓦时,今年可能达到20亿千瓦时。
这是记者日前在国家能源专家咨询委员会可再生能源专业委员会召开的《风电产业政策咨询报告》研讨会上获得的数据。
与会能源专家表示,电网已经成为制约我国风电产业健康发展的最大瓶颈。
据了解,按照可再生能源法的要求,电网应该全部接纳风电。
但实际上电网对风电接入和运行调度没有积极性。
2009年7月30日国家电网发布《风电场接入电网技术规定》明确表示,对风电不可能“全额收购”。
“并网问题如不及时解决,风电进一步发展,特别是大规模风电场建设计划将难以实现。
”国家能源专家咨询委专家委员、华北电力大学副校长杨勇平说,“我国电网规划中没有充分考虑风电的发展需求,电网建设滞后于风电发展,电网技术有待提高。
而且在吸纳风电上网所需的硬件配置、技术水平提升方面,电网公司目前还没有制定时间表。
”
专家们建议,电网企业应该加强电网规划和建设,以扩大可再生能源电力配置范围;电网的发展应与风电发展规划和其他可再生能源发展规划保持同步;电网公司对下属公司接纳风电要有激励机制,实现电网企业内部的利益均衡;同时在电网调度方面要采取措施保障风电并网的最低限额指标,制定相应的风电调度原则和风电上网次序,以避免因调度问题引起的风电发电量损失。
国家能源专家咨询委员会特邀专家、国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山认为,要解决风电上网难的问题,提高电网公司对风电的认识至关重要。
他说:“如果电网公司能够像认识特高压电网一样认识作为可再生能源和绿色清洁能源的风电,上述问题就会迎刃而解了。
”
六路径实现大规模并网
仅仅数月之前,充斥媒体的还是诸如再造一个风电“陆上三峡”之类的豪言壮语,但在8月底高层表态称风电等新兴产业出现重复建设倾向之后,一夜之间各式版本的担忧便纷纷冒了出来,称新能源产业“虚热”者有之,称中国风电行业将被“拖垮”者有之。
其实,风电产能过剩仅仅是表面现象,真正的深层次原因是电源结构的不尽合理和电网建设的相对滞后。
只要多方面下手解决风电大规模并网问题,风电在我国的发展空间是巨大的,当前风电产业的发展正处于突破并网瓶颈的转折关头。
狂飙突进带来“消化不良”
得天独厚的广袤国土,决定了中国必然是一个风资源大国。
中国的风能资源分
布广泛,其中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部(东北、华北、西北)地区,内陆也有个别风能丰富点。
此外,近海风能资源也非常丰富。
我国陆地10米高度风能经济可开发量为2.53亿千瓦,近海资源估计比陆地上大3倍,10米高度风能经济可开发量约为7.5亿千瓦,50米高度约为15亿千瓦。
近年来,我国大力发展风能发电。
2005年,中国还只有50万千瓦的风电装机容量,但在当年《可再生能源法》实施之后,风电产业连续4年实现新增装机容量翻番,2008年中国风电装机1221万千瓦,已成为亚洲第一、世界第四的风电大国,仅排在美国、德国、西班牙之后。
目前,国家能源局已初步决定将2020年风电装机容量规划提升到1.5亿千瓦,风电市场有近百倍的巨大发展空间。
而在利润率方面,2007年国内最大的风机制造企业——金风科技整机的毛利率达到了29%;并且,国家财政部2008年8月出台政策,对风电整机及关键零部件制造企业按600元/千瓦予以补助。
种种利好刺激之下,中国风机企业从2004年的6家猛增至现在的70多家,企业数量增长10倍以上;风电的装机容量也从2002年前的46.8万千瓦,迅速发展到2008年底的1200万千瓦,7年足足增长了25倍。
但是,在竞相上马风电项目的背后,却是微不足道的经济效益,风电产业陷入产能过剩的尴尬境遇。
截至2008年底,风电装机容量只占到全国电力总装机容量的1.13%,而发电量更是只占区区0.37%。
同时,内蒙古约有三分之一的风电并网项目处于闲置状态;甘肃酒泉已经投运的46万千瓦风电装机最大发电出力只能达到65%左右。
国内风电产业面临的主要问题主要集中在产能过剩、成本过高、机组质量和电网模式制约等方面。
2008年,国内仅仅是前四家厂商(金风、华锐、东气和上气)的产能就达到1200万千瓦;而2009年全国新增装机容量大概为800-900万千瓦,2010年可能是1000万千瓦或更多一些。
市场短期内确实无法消化设备商的庞大产能。
而且,国内风电没有形成国外的“先有需求再建项目”和“当地生产、就地消纳”的产业模式,在此情况下,如果再急于上马新的项目,势必造成资源浪费,也不利于市场的有序发展。
产能过剩深层次原因
产能过剩仅仅是表面现象。
中国风能资源丰富的地区大都缺少水电和火电,线网建设程度低,这就造成了2008年中国1215.3万千瓦的风电装机容量只有894万千瓦并网发电的尴尬局面。
目前,很多风电场实际等效满负荷利用小时数低于设计值,全国平均的容量系数约为0.2。
而国际平均水平在0.25-0.3之间。
容量系数低,从单位投资来看,经济性较差。
造成这种现象的真正的深层次原因是电源结构的不尽合理和电网建设的相对滞后。
风电出力的不稳定性,使得现有运行中的火电机组被迫大幅度参与系统调频工作,而火电机组调节速度较慢,难以完全适应风电的大幅度快速变化。
随着风电的快速增长,风电突变幅度将继续增大,这将对电网频率质量造成较大影响。
要解决这一问题,就需要新建大量调峰电源。
根据国家电网公司测算,每并网100万千瓦风电,必须有80万千瓦以上的燃气机组或抽水蓄能电站为其调峰配套。
风电的快速发展超出了电网建设的速度,造成电网建设的相对滞后。
我国风电并网采用的是“大规模——高集中——高电压——远距离输送”的模式,与欧洲的“分散上网、就地消纳”的方式不同。
目前我国的风电建设多在偏远地区,发展风电之前,当地经济落后,电网负荷小,不能满足大规模风电接入的要求。
在这两个问题中,电网建设相对滞后的问题更容易解决。
只要做好电网规划工作,尤其是规划要略微超出风电的建设强度,同时按照风电的出力特性建设配套的电网,增加风电的消纳能力,这样就能够解决风电上网目前面临的问题。
当然,这需要国家像对待新能源产业一样提供必要的财政支持。
电源结构不尽合理的问题不太容易解决,要想上风电,加大调峰能力才是关键。
尽管随着高耗能的减少,电网峰谷差下降,电网的调峰需求会有所降低,但我国天然气资源不丰富,没有太多资源可供发电,燃气机组建设受到制约,而抽水蓄能电站受到地理环境的限制,且建设的成本大、周期长,远水解不了近渴。
同时,即使电网满足了大规模风电接入的要求,如果电源结构不尽合理的问题得不到调整,风电并网以后被限负荷的问题依然存在,风电经济性差的问题依然不能得到完全解决。
从更长远的眼光来看,建设智能电网,推广柔性交流输电技术,在传统电网的基础上,通过更加智能化的手段和工具,使电网根据风电出力的状态进行自我适应来防止故障,从而实现电网的最优控制,也是未来解决风电上网的有效手段之一。
大规模并网实现路径
,保证风电健康有序发展。
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二)对电能质量的影响
小水电的电话交换机网引起配电网的各种扰动对于系统的电能质量都会产生比较大的
影响,其主要具有两方面表现:易造成系统稳态电压的电压偏移超标;很容易造成系统的电
压闪变。
我国目前的小水电大部分都是泾流电站,这样的小水电站在发电中受季节变动的影响
较大,也就是说利用这样的小水电,根据季节不同,在小水电负荷相对集中的电网中,当它
的容量占有一定比例时,对电网的电能质量有着较大的影响,在丰水期,小水电的发电量猛
增会将系统电压进行拉高,但是等季节转换到了枯水期,由于小水电站发电较少则会将系统
电压再次降低,很容易造成系统电压波动不平衡。
(三)对电网调度和实时监控的影响
有很多地区的小水电站都建在偏远山区,这就导致了小水电通讯联系比较薄弱,对于
小水电发电过程中的电流、有用功率、无用功率以及电压等都不能够很好的采集,对这些数
据不能够进行有效的分析,导致调度工作人员无法在第一时间做出正确有效的决策,调度命
令不能够及时达到而导致监控难度上升,而且长期按照这样的趋势发展可能对电网的安全运
行产生一定的影响。
(四)对系统继电保护的影响
辐射状配网电网的潮流是单向的从电源到用户,并且针对配电网上的
80%的故障都是
瞬时发生的情况我们也应当全面的考虑在内。
所以,传统的电网设计通常是在变电站旁安装
三段式电流对其进行保护,在主馈线上安装三相一次自动重合匣装置,然后在支路上安装熔
断器。
由此我们可以根据这样一个原则:仅断开故障支路,对于瞬间故障进行重合。
这样使
得自动重合装置和各处支路上的熔断器有效的相互协调,而且每个支路上熔断器又是分别和
其他直接相连接的熔断器相互融合进行协调,以此实现对配电网线路的保护,这种保护是没
有一定的方向性。
小水电在接入的时候配电网也发生了根本性的变化,辐射式配电网将转换
成遍布电源和用户互联的网络,这时配电网就成为了一个多电源形式的系统,那么这对于原
配置当中的没有方向性的保护会造成比较严重的影响。
总结:我国的小水电在给人们带来方便的同时也同样存在电能质量和网损以及机电保护
等诸多方面造成了较为严重的影响,而且小水电建设地理位置。