风力发电及其技术发展综述
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浅谈风力发电技术与发展概况风力发电技术是一种利用风的动能转化为电能的可再生能源技术。
随着全球对环境保护和能源可持续发展的重视,风力发电技术逐渐成为解决能源危机和减少温室气体排放的重要手段。
本文就风力发电技术的原理、发展概况和前景进行探讨。
首先,风力发电技术的原理是利用风能驱动风机转动,进而带动发电机发电。
风机通常由塔筒、叶片、机舱和传动系统等组成。
当风吹过叶片时,叶片开始旋转,传动系统将旋转的动能转化为电能,通过电网输送到用户。
风力发电技术的优势主要包括:首先,风能是一种可再生的资源,不会出现能源枯竭的问题;其次,风力发电不会产生二氧化碳等温室气体的排放,对环境污染较小;再次,风力发电的成本逐渐降低,可以实现可持续的能源供应。
风力发电技术的发展概况显示出以下几个主要特点。
首先,风力发电技术的发展速度较快。
自20世纪70年代风力发电技术开始应用以来,技术水平和装机容量都得到了大幅提升。
随着技术的不断创新和成熟,风力发电装机容量也在不断增加,全球风力发电装机容量已经超过了500GW。
其次,风力发电技术的经济性逐渐提高。
风力发电的发电成本逐年下降,很大程度上得益于技术进步和装机规模的扩大,特别是大型风电场的建设。
此外,政府的支持和各种补贴政策也推动了风力发电技术的发展。
再次,风力发电技术的规模化应用成为趋势。
随着风力发电技术的成熟和储能技术的发展,大规模风电场可以实现可持续供电,为产业和社会经济发展提供可靠的能源支撑。
然而,风力发电技术仍然存在一些挑战和问题。
首先,风力发电的可持续性受到气候和地理条件的限制。
风资源的分布不均匀,只有在风能资源丰富的地区才能建设风电场。
其次,风机运行过程中会产生噪音和对飞鸟等生物造成影响,对生态环境保护提出了一定挑战。
再次,风力发电技术的装机容量还受到电网的限制,需要与电网的调度和传输系统紧密配合,以确保稳定和可靠的电力供应。
面对以上问题,可以采取以下措施和措施进行突破。
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁能源,近年来得到了越来越多的关注和发展。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行分析,以期为读者提供全面的了解。
一、发展状况1.1 全球风力发电装机容量不断增长全球风力发电装机容量自20世纪90年代初开始逐年增长,目前已经超过了600GW。
其中,中国、美国、德国、印度和西班牙是世界上风力发电装机容量最大的国家。
1.2 技术不断进步,风力发电成本逐渐降低随着技术的不断进步,风力发电的成本逐渐降低,已经接近甚至低于传统能源。
风力发电机组的效率不断提高,风力发电的发电效率和稳定性也在不断改善。
1.3 政策支持和市场需求促进风力发电的发展各国政府纷纷出台支持风力发电发展的政策,如补贴政策、排放限制等,这些政策的出台促进了风力发电的发展。
同时,随着环保意识的提高,市场对清洁能源的需求也在不断增加,这也为风力发电的发展提供了市场保障。
二、发展趋势2.1 大规模海上风电将成为发展趋势随着陆地资源的逐渐枯竭,海上风电将成为未来风力发电的发展方向。
海上风力资源丰富,风速稳定,可以提高风力发电的利用率和效率。
2.2 智能化技术将助力风力发电发展随着物联网、大数据等技术的发展,风力发电设备将更加智能化,可以实现远程监控、故障预警等功能,提高风力发电的运行效率和可靠性。
2.3 能源储存技术将推动风力发电的发展风力发电的不稳定性一直是其发展的瓶颈之一,而随着能源储存技术的不断进步,风力发电可以更好地与储能技术结合,提高风力发电的可靠性和稳定性。
三、结语综上所述,风力发电作为一种清洁能源,其发展状况良好,发展趋势也十分乐观。
随着技术的不断进步和政策的支持,风力发电将在未来发挥越来越重要的作用,为全球清洁能源转型做出贡献。
风力发电的发展状况与发展趋势标题:风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行探讨,以期更好地了解风力发电的现状和未来发展方向。
一、风力发电的发展状况1.1 风力发电的历史发展- 19世纪末,风力发电开始被应用于电力生产。
- 20世纪70年代,风力发电技术得到了较大的突破,开始进入商业化阶段。
- 近年来,风力发电的装机容量迅速增长,成为全球最重要的可再生能源之一。
1.2 风力发电的全球发展情况- 欧洲是风力发电的领先地区,德国、西班牙、丹麦等国家在风力发电技术和装机规模上处于世界前列。
- 亚洲地区,中国是全球最大的风力发电市场,占据了全球装机容量的近一半。
- 北美地区,美国和加拿大的风力发电产业也在快速发展,成为全球风力发电的重要力量。
1.3 风力发电的经济效益- 风力发电具有较低的运营成本和零排放的特点,可以有效降低能源成本和环境污染。
- 风力发电的投资回报周期较短,能够吸引更多的投资者参与。
- 风力发电产业的发展还能带动相关产业链的发展,促进经济增长。
二、风力发电的发展趋势2.1 技术创新与提升- 风力发电技术将继续提升,通过改进风力涡轮机的设计和材料,提高发电效率。
- 新兴技术如浮式风力发电和离岸风电将逐渐成为发展的趋势。
2.2 市场规模的扩大- 全球风力发电市场将继续扩大,特别是在新兴经济体和发展中国家的推动下。
- 风力发电将成为国际能源市场的重要组成部分。
2.3 能源转型的推动- 随着全球对于气候变化和环境保护的重视,风力发电将成为能源转型的重要选择。
- 政府的政策支持和补贴将进一步推动风力发电的发展。
三、风力发电的挑战与解决方案3.1 可再生能源的不稳定性- 风力发电受到天气条件的限制,存在不稳定性和间歇性的问题。
- 储能技术的发展和智能电网的建设将有助于解决这一问题。
3.2 环境影响与生态保护- 风力发电场对于鸟类迁徙和栖息地造成一定的影响,需要做好环境评估和保护工作。
风力发电及其技术发展综述
风力发电是利用风能转换成电能的一种清洁能源技术,随着全球对可再生能源需求的增长,风力发电技术在过去几十年中得到了快速发展。
风力发电的主要优势包括可再生、环保、资源丰富、成本低、零排放等特点,因此备受关注。
风力发电技术的发展主要包括以下几个方面:
1. 风机技术:风机是风力发电系统的核心部件,风机技术的发展主要包括风机设计、材料技术、制造工艺等方面的提升,旨在提高风机的效率、降低成本、延长使用寿命。
目前,随着技术的进步,风机的容量和高度不断增加,风机的效率也在不断提高。
2. 风场规划:风力发电系统通常由多台风机组成一个风场,风场的规划对风力发电系统的运行效率和经济效益具有重要影响。
风场规划主要包括选址、风能资源评估、风机布局、输电线路布置等内容。
3. 储能技术:风力发电受天气条件限制,因此储能技术对风力发电系统的稳定运行非常重要。
目前,储能技术主要包括电池储能、压缩空气储能、飞轮储能等多种形式,这些技术的发展可以提高风力发电系统的可靠性和稳定性。
4. 智能化控制技术:智能化控制技术对风力发电系统的运行管理和维护具有重要作用,包括远程监测、故障预测、自动化运行等方面。
总的来说,风力发电技术在过去几十年中取得了长足的进步,未来还将继续在风机技术、风场规划、储能技术、智能化控制技术等方面取得进一步发展,为清洁能源领域的发展做出更大贡献。
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种可再生能源的代表,近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行详细阐述。
一、发展状况1.1 风力发电的历史发展风力发电起源于古代,但真正的发展始于19世纪末。
20世纪70年代以来,随着能源危机的出现,风力发电逐渐成为了一种重要的能源替代方案。
1.2 风力发电的技术进步随着科技的进步,风力发电技术也得到了快速发展。
传统的风力发电机组逐渐被大型风力发电机组取代,发电效率和可靠性得到了显著提高。
此外,风力发电技术还包括风力资源评估、风机控制系统和电网接入技术等方面的创新。
1.3 风力发电的全球应用情况目前,风力发电已经成为全球最重要的可再生能源之一。
世界各地都在积极发展风力发电项目,特别是在欧洲、北美和亚洲等地区。
中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的国家。
二、发展趋势2.1 风力发电的市场前景随着全球对可再生能源需求的不断增长,风力发电市场前景广阔。
政府对风力发电的支持政策和技术进步将进一步推动风力发电的发展。
2.2 风力发电技术的创新未来的风力发电技术将更加注重提高发电效率和可靠性。
例如,通过提高风力发电机组的装机容量和高度,以及改进风机叶片设计,可以进一步提高风力发电的效率。
2.3 风力发电的智能化应用随着智能化技术的发展,风力发电将更加智能化和自动化。
通过使用先进的监测和控制系统,可以实现对风力发电机组的远程监控和运维管理,提高发电效率和可靠性。
三、发展挑战3.1 风力发电的可持续性风力发电依赖于风能资源,而风能的可持续性是一个重要的问题。
需要更加精确的风力资源评估和合理的风力发电规划,以确保风力发电的可持续性。
3.2 风力发电的环境影响风力发电对环境的影响主要包括对鸟类和蝙蝠的生态影响以及对风力发电场周边地区的视觉和噪音影响。
需要采取有效的环境保护措施,平衡发展与环境保护之间的关系。
3.3 风力发电的经济可行性虽然风力发电在技术上已经取得了很大的突破,但其经济可行性仍然是一个挑战。
风力发电技术综述引言随着人们对可再生能源的关注度不断增加,风力发电作为一种绿色、清洁的能源选择,逐渐受到了全球范围内的关注和应用。
本文将从风力发电技术的原理、发展现状以及未来发展方向等几个方面进行综述,并探讨其在可再生能源领域发挥的作用。
一、风力发电技术原理风力发电技术是一种利用风能将其转换成机械能或电能的技术。
其原理主要包括风力的收集、风能的转换以及电能的输出三个步骤。
具体来说,当风吹过风力发电机组时,风力将被转化成机械能,驱动发电机组内的叶轮旋转。
随着叶轮旋转速度的增加,发电机内的发电机转子也会旋转,最终通过磁场感应产生电能输出。
二、风力发电技术的发展现状1.技术成熟度和发展速度:风力发电技术已经具备较高的成熟度并取得了快速的发展。
目前,风力发电已成为全球最主要的可再生能源之一,年装机容量以及发电量呈现持续增长的趋势。
2.主要技术类型:目前,主要的风力发电技术包括第一代风力发电技术、第二代风力发电技术以及第三代风力发电技术。
第一代技术主要是传统的风力发电机组,具有体积大、发电效率低等特点。
第二代技术则通过提高发电机效率和控制机组角度等方式提高了发电效率。
第三代技术则主要侧重于创新材料的运用以及提高风能利用率。
3.主要应用地区:风力发电技术在全球范围内得到了广泛应用,但应用地区主要集中在北欧、美国、中国和西欧等地,具体包括德国、丹麦、印度、美国等。
三、风力发电技术的挑战和解决方案1.风能的不稳定性:风速的不稳定性是风力发电技术面临的一个重要挑战。
高风速和低风速对机组的运行状态都存在风险。
为解决这个问题,研究人员通过引入风速预测、提高机组可调度性等方式来降低不稳定性带来的影响。
2.风力发电对环境的影响:风力发电机组的建设和运行过程中可能对野生动物的栖息地和迁徙路径产生影响。
针对这一问题,研究人员致力于设计更友好的风力发电机组,减少对生态环境的损害。
3.成本和经济性:风力发电设备的建设和维护费用较高,这对其经济性提出了挑战。
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,在近年来得到了广泛的关注和应用。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行详细阐述。
一、风力发电的发展状况1.1 风力发电的历史发展风力发电作为一种利用风能转化为电能的技术,起源可追溯到公元前2000年摆布的古埃及。
然而,真正的商业化应用始于20世纪70年代。
随着技术的不断进步和成本的降低,风力发电逐渐成为可行的能源替代方案。
1.2 风力发电的全球发展情况目前,全球范围内风力发电已经得到了广泛的推广和应用。
根据国际能源署的数据,截至2022年底,全球风力发电装机容量已经达到了743.1吉瓦,占全球电力装机容量的6.1%。
其中,中国、美国和德国是全球风力发电装机容量最大的三个国家。
1.3 风力发电的经济效益风力发电具有较高的经济效益。
首先,风能是一种免费的能源,与传统能源相比,风力发电可以降低能源成本。
其次,风力发电可以减少对化石燃料的依赖,有助于减少温室气体的排放,对环境友好。
此外,风力发电也为当地经济带来了就业机会和经济增长。
二、风力发电的发展趋势2.1 技术创新与提升随着科技的不断进步,风力发电技术也在不断创新和提升。
例如,风力发机电组的装机容量不断增大,风力发机电组的高度也在不断增加,以获取更高的风能利用率。
此外,智能化技术的应用也使得风力发电系统更加高效可靠。
2.2 储能技术的应用风力发电具有间歇性和波动性的特点,储能技术的应用可以解决这一问题。
目前,常见的储能技术包括电池储能、压缩空气储能和水泵储能等。
随着储能技术的不断发展和成本的降低,风力发电系统的可靠性和稳定性将得到进一步提升。
2.3 海上风力发电的兴起由于陆地资源的有限性,海上风力发电作为一种新兴的发展方向备受关注。
海上风力发电具有风能资源丰富、视觉影响小等优势。
目前,欧洲国家在海上风力发电方面已经取得了一定的发展,未来海上风力发电有望成为风力发电的重要发展方向。
风力发电技术的现状与发展综述摘要:充分应用新能源是在现阶段提倡绿色环保和生态环境保护的宏观背景下提出的新要求,而风力发电是新能源的一项重要应用,也是充分应用风力资源的重要专业技术。
风能可以算作如今最有商业前景的一种可再生能源。
在这一基础上,风力发电的相关技术也在不断发展与进步。
本文简单探讨了风能发电及其技术发展的有关内容,仅供参考。
关键词:风力发电;技术现状;发展趋势中图分类号:TM614 文献标识码:A引言许多风力发电场都会建立在人烟稀少的偏远地区,既能够降低风力发电对居民生活的干扰,也能够更好的保障风能获取量,使更多的风力能源转化为电能。
但是在这样的过程中,就会导致风力发电管理难度增加,稳定性上会受到许多自然因素的干扰。
所以,为了保障风力发电的稳定性,提高风力发电效益,就必须对风电并网技术的应用进行不断完善,以此来保障风力发电质量,为我国能源结构优化做出贡献。
1 风力发电现状风力资源是发展风电的基础,我国的风力资源十分丰富,我国的陆上风能资源以及海上风能资源均在 7.5*108KW 以上,丰富风能资源为我国风电事业的发展创造了良好的条件,但是目前来看,我国风电事业的发展受技术以及产业的双重压力,尽管近些年,我国的风电技术有了较快的发展,但是关键技术在很大程度上依赖外来输出,需要花费高额的技术引进成本。
由于自主研发能力以核心专利的缺失,产业内相关企业的发展面临较多困难,首先企业在发展的过程中需要缴纳高额的专利费用以及技术引进费用;其次市场开拓以及生产服务手段缺乏创新;最后在我国风电事业不断发展的过程中,随着风机产量以及产能的不断提高,必将引发国际市场的关注,相关企业会面临比较强的国际竞争压力。
在这种情况下,只有不断加强对风电技术的研究,掌握风电的核心技术,才能在市场竞争力取得突破,促进我国风电事业的进一步发展。
2 风力发电技术2.1 风功率预测技术按预测周期分类。
按照风能预测周期的差异进行分析,风功率的预测方式有多种方面,其中包括短期预测、超短期、长期预测三个方面。
风力发电的发展状况与发展趋势一、引言风力发电作为可再生能源的重要组成部分,具有环保、资源丰富、可持续等优势,近年来得到了广泛关注和应用。
本文将详细介绍风力发电的发展状况和发展趋势。
二、风力发电的发展状况1. 历史回顾风力发电起源于公元前2000年,当时人们利用风力驱动帆船进行交通和贸易。
直到1870年,丹麦的Poul la Cour首次将风力用于发电,标志着风力发电的正式诞生。
20世纪70年代,随着石油危机的爆发,风力发电开始迅速发展。
2. 发展现状目前,全球风力发电装机容量已经超过了600GW,占可再生能源装机容量的比重逐年增加。
世界上一些国家如中国、美国、德国等成为风力发电的主要推动者和应用者,风力发电已经成为一种成熟的商业化发电技术。
3. 技术进步风力发电技术不断创新和进步,主要体现在以下几个方面:(1) 风力发电机组的提高效率:通过改进叶片设计、提高发电机转速等手段,提高了风力发电机组的发电效率。
(2) 风力发电场的规模化:采用大型风力发电机组和高效的风力发电场布局,提高了发电效率和经济性。
(3) 储能技术的应用:利用储能技术,如电池、氢能储存等,解决了风力发电的不稳定性问题,提高了可靠性和可调度性。
三、风力发电的发展趋势1. 装机容量持续增长随着全球对可再生能源的需求不断增加,风力发电的装机容量将继续保持快速增长。
根据国际能源署的预测,到2030年,全球风力发电装机容量将达到2000GW以上。
2. 技术不断创新未来,风力发电技术将继续创新和发展,主要体现在以下几个方面:(1) 提高发电效率:通过改进风力发电机组的设计和材料,提高发电效率,降低发电成本。
(2) 智能化控制系统:引入人工智能和大数据技术,实现风力发电场的智能化运行和管理,提高发电效率和可靠性。
(3) 海上风电的发展:海上风电具有更稳定的风资源和更大的装机潜力,未来将成为风力发电的重要发展方向。
3. 能源互联网的发展随着能源互联网的发展,风力发电将更好地与其他能源形式进行协同运行和调度。
风力发电的发展状况与发展趋势引言概述:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
本文将从风力发电的发展状况和发展趋势两个方面进行探讨,以期为读者提供一个全面了解风力发电的视角。
一、发展状况1.1 风力发电的历史风力发电起源于古代,最早的风车用于磨面粉和提水。
随着工业革命的到来,风力发电开始应用于发电领域。
20世纪80年代以来,风力发电逐渐成为一种主要的可再生能源形式,全球范围内建设了大量的风力发电场。
1.2 风力发电的技术进步随着科技的不断进步,风力发电技术也得到了长足的发展。
从最初的小型风力发电机到现在的大型风力发电机组,风力发电技术在发电效率、可靠性和安全性等方面取得了巨大的突破。
同时,风力发电场的规模也不断扩大,风力发电机组的装机容量不断增加。
1.3 风力发电的全球应用风力发电已经在全球范围内得到了广泛的应用。
欧洲国家是风力发电的主要推动者和应用者,其中丹麦是全球风力发电比例最高的国家。
此外,美国、中国、德国和印度等国家也在风力发电领域取得了显著的成就。
二、发展趋势2.1 技术创新与提升未来风力发电的发展将继续依赖技术的创新与提升。
例如,新型的风力发电机组将采用更高效的叶片设计和更先进的控制系统,以提高发电效率和响应速度。
此外,随着储能技术的发展,风力发电的可靠性和稳定性也将得到进一步提升。
2.2 增加可再生能源比例为了应对全球气候变化和能源安全等挑战,各国纷纷制定了可再生能源政策和目标。
未来,风力发电将在能源结构中扮演更为重要的角色,其装机容量和发电量将大幅增加。
同时,风力发电与其他可再生能源形式的协同发展也将成为未来的趋势。
2.3 海上风电的兴起海上风电具有风速更高、稳定性更好的特点,被认为是未来风力发电的重要发展方向。
海上风电场的建设将面临更大的挑战,但也具有更大的发展潜力。
一些国家已经开始在海上建设风力发电场,并取得了令人瞩目的成果。
结论:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,已经在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
风力发电及其技术发展综述
摘要:风能,作为最为成功的可再生能源,其凭借现有科技水平成为发展最快的清洁能源技术。
随着全球风电的迅速发展,我国也在大力发展风电市场。
本文描述了目前风力发电系统的性能特点和结构形式,并对国内风力发电的现状和世界风力发电的趋势进行了必要的阐述。
同时针对我国大型风电机组的发展状况,指出了大规模发展风电,需要面临的主要问题与挑战。
关键词:风力发电机组;风力发电系统;发展趋势;面临问题
1风能利用潜力
风能是地球上重要的可再生能源之一,它具有储藏量巨大、可在生、分布广、无污染的特性,是我国乃至世界可再生能源开发利用的重点。
目前,风力发电是风能利用的主要形式,受到各国的高度重视,并且正在飞速发展与热力发电设施有所区别,风力发电不需冷却水,使用风力发电可是公用水系统用水减少17%,等价于不需在建设80GW新的燃煤电厂。
风力发电无需燃烧燃料,更不会产生辐射和空气污染;另外,从经济的角度讲,风力仪器要比太阳能仪器便宜90%多。
我国风能储量相当大,分布面广,甚至比水能还丰富。
合理利用风能,既能解决目前能源短缺的压力,又能解决环境污染问题。
风能还是极为清洁高效的能源。
每10MW风电入网可节约3.73t煤炭,同时减少排放粉尘0.498t、CO29.35t、NOX 0.049t和上SO2 0.078t。
例如,2000年,我国风力发电9.65亿千瓦时,共节煤35万t;2002年德国风力发电170千瓦时,节煤442万t,减少CO2排放1428万t。
我国能源资源虽然丰富但是人均资源先对匮乏,远低于世界平均水平。
2000年全国人均煤,石油,天然气可采储量与人均水电资源占世界平均值的55.4%、11.1%、4.3%和70%。
随着我国经济的快速发展,能源瓶颈对经济发展的制约越来越明显。
预计我国国内能源供应的缺口量,在21世纪初期将超过100Mt标准煤,2030年为250Mt标准煤,到2050年为460Mt标准煤,大约占年供应需求量了10%,因此未来我国能源供应形势不容乐观。
正是这种能源短缺的局面给风力风力带来了前所未有的机遇与挑战。
2 风力发电机组的基本结构和工作原理
风力发电是依靠风以一定的速度和攻角流过桨叶,使风轮获得旋转力矩而转动,风轮通过主轴联接齿轮箱,经齿轮箱增速后带动发电机而发电。
典型的风力发电机组[1]主要由风轮、齿轮箱、发电机、对风装置(偏航系统)、塔架等构成。
按风轮主轴的方向,风力机分为水平轴、垂直轴两大类。
对水平轴风力机,需要风轮保持迎风状态,根据风轮是在塔架前还是在塔架后迎风旋转分为上风向和下风向两类。
现代风力发电机组大多数采用三叶片、上风向、水平轴式,在大型机组中采用变桨距风轮,通过可转动的推力轴承或回转支撑联接,以使叶片攻角可随风速变化进行调整从而对风轮进行调速(限速)[2] 。
风力发电机组中的发电机一般为异步发电机(包括笼型、绕线型)或同步发电机(包括永磁、电励磁),采用何种形式的发电机主要取决于风力发电系统的形式。
3 风力发电系统概述
风力发电系统从形式上有离网型、并网型。
离网型的单机容量约为0.1~5kW,一般不超过10kW,主要采用直流发电系统并配合蓄电池储能装置独立运行;并网型的单机容量大(可达MW级),且由多台风电机组构成风力发电机群(风电场)集中向电网输送电能。
3.1 离网型风力发电系统
离网型风力发电系统,目前主要用于无电地区生活用发电。
离网型风电机组主要由桨叶、轮毂、发电机、桨叶同步电动变矩机构、转向偏航驱动机构、风向、风速传感器、塔架、电动保护机构、控制系统、蓄电池组、逆变电源等部分组成。
离网型风力发电机组属小型发电机组,其发电容量从几百瓦至上千瓦不等。
按照发电类型的不同,离网型风电机组可分为直流发电机型、交流发电机型两大类。
直流发电机型在早期的离网型风力发电机组采用,主要包括永磁及电励磁两种类型。
随着离网型风力发电机组的发展,发电机类型逐渐由直流发电机转变为交流发电机,交流发电机型主要包括永磁、硅整流自励及电容自励三种类型,其效率高于同容量的励磁式发电机,由于发电机转子没有滑环,转时更安全可靠,电机重量轻,体积小,工艺简便,因此被广泛应用于离网型风电机组中。
3.2 并网型风力发电系统
相对于离网型风力发电系统,并网型风电机组是较为大型的风力发电系统,且与公共电网并联运行。
并网型风电机组一般由桨叶、轮毂、增速传动机构、偏航机构、风力发电机、塔架和控制系统等部分组成。
在并网型风力发电系统分为恒速恒频发电系统和变速恒频发电系统。
其中,单机容量为750kW 以下的风电机组多采用恒速恒频运行方式:容量范围1MW 以上的风电机组一般采用变速恒频运行方式。
4 我国风力发电的发展现状
我国1955年左右开始研制风力发电装置,20世纪80年代初期成立了全国性的风能专业委员会,90年代中期开始扩大风力发电的建设规模,最大单机容量为1500kW。
1993年我国风电总装机容量为1.71万千瓦,2009年总装机容量已达到25.104GW,成为全球风电市场最具潜力的国家之一。
伴随装机容量的巨大增长,风力发电机技术也取得了长足进步,采用变速恒频、变桨距技术取代恒速、定桨距技术,由双馈异步发电发展为永磁同步发电技术,同时各种海上风电技术也逐渐成熟,产品已走向市场。
风电制造企业扩充产
能,逐渐进行批量化生产,不断采用“产、学、研”相结合的方式,从而推动整个风力发电市场。
5 我国大规模发展风电面临的问题与挑战
5.1 核心技术
目前国内风电机组的技术来其主要技术来源大致可分为以下五类:1、引进国外的设计图纸和技术,或者是与国外设计技术公司联合设计,在国内进行制造和生产;2、购买国外成熟的风电技术,在国内进行许可生产;3、与国外公司合资,引进国外的成熟技术在国内进行生产;4、国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业,将其成熟的设计制造技术,在国内进行生产;5、采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术,在国内进行生产的风电机组。
虽然近年来,我国风电装备的技术能力有了较大提高,但是在风机整机的研发和设计上,我们依然没有掌握核心技术。
目前,我国风电机组尚未形成掌握风电整机总体设计方法的核心技术人员队伍,载技术上还是受制于人,很多关键设备核心技术主要依赖进口,造成我国风电机组的价格偏高,这成为新能源无法市场化、产业化的瓶颈。
5.2 设备质量
国产风电机组设备质量有待提高,由于部分国产风电机组设备质量欠佳,造成风电场可利用率不高。
采用国产机组的风电场,其机组可利用率明显低于采用国际先进品牌的机组,粗略估算整体上要低7%左右。
5.3 电网建设
电网瓶颈是风电发展的最大挑战。
截至2008年底我国有超过1200万kW的风电机组完成吊装,其中1000万kW风电机组已通过调试可以发电,但由于电网建设滞后以及风电并网中的一些技术、经济和管理障碍,2008年底实际并入电网的风电装机容量仅为800万kW,由电网因素导致的装机容量浪费约200万kW。
风力资源时强时弱,风力发电具有不稳定性,小规模的风电电源会引起电能质量、电压的问题,大规模的风电电源会引起电网稳定性等问题。
因此,如果不加大对电网的投入,区域性电网就会受到严重威胁;而一旦出现问题,就会造成大面积停电,后果不堪设想。
另,经济效益差、运行管理复杂也是影响风电上网的重要原因。
6结语
风力发电在我国有着广阔的发展前景,作为我国重点发展的清洁能源,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整作出巨大贡献。
风力发电行业的崛起势在必行,在这个过程中,风力发电设备研制和电网建设将制约行业的发展,要想使风电发电行业保持高速、稳定、长期的发展,必须解决这两个方面的问题。
目前尽管有着各种各样的困难,随着科技的进步、政策资金以及投资方信心的增
强,风电在开发、运行、管理方面都将取得进步和提高。
风力发电必将有美好的前景。
(参考文献)
[1] 宋海辉,风力发电技术及工程[M],北京:中国水利水电出版社,2009.
[2]叶杭冶,风力发电机组的控制技术[M]吗,北京:机械工业出版社,2版,2008.。