(云南华电朵古风力发电有限公司云南省昆明市650299)
摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进人们对能源需求的不断增大。近年来,我国风力发电技术和应用范围逐年增加,国家能源政策进一步建立和完善,都为我国风电产业的发展创造了良好的环境。本文就风力发电的发展现状及趋势展开探讨。
关键词:风力发电;前景;发展方向
引言
风能是重要的可再生能源之一,随着各国对可再生能源的重视,风能已经取得了较快的发展,成为了重要的能源补充。当前,风能发电仍然有着很多问题需要解决。
1风力发电产生的必然性
由于社会的迅猛发展,全球生态环境也随之越来越恶化,各种化石能源的慢慢减少,新能源应运而生,对于新能源的研究和利用,已经成为全球普遍重视的问题,而风力发电,也是新能源技术中最具规模和成熟的一项发电方式,在促进社会经济可持续发展中,有着重要的意义,它既能改善生态环境,又能优化能源结构,对于人类的发展起着重要的作用。而我国,正面临着严峻的环境和能源问题,随着经济的飞速发展,能源需求越来越大,工业化和现代化的发展都要依赖风力发电,加之严重的环境污染和能源短缺,许多工业都要随之一点一点被迫屈服。
2风力发电系统的类型
常见的风力发电系统主要有三种,包括恒速感应发电系统,变速恒频双馈式发电系统和变速同步发电系统。恒速感应发电系统在当前使用的最为广泛,这种系统的构造简单,造价很低,发电过程比较容易控制,后期维护投入非常低;但是这类系统存在着不能有效控制无功补偿的问题,使得供电效率很低。变速恒频双馈式发电主要使用在电力生产中,这类系统的优势在于发电具有较高的稳定性,而且容易控制,不需要无功补偿,成本低的同时对风能具有较高的转化效率;但是这类系统比较复杂,使得维护比较困难。变速同步发电系统还处于摸索阶段,而且造价很高,目前并没有太多的使用,但是该系统具备着不需要无功补偿和稳定性高的优势,具有较高的潜力。
3国内外风力发电的现状
以风力发电为导向的电网发电系统具有供电容量大、经济性好、电能质量高等特点,并且适于分布式电源和电动汽车等负荷的接入,具有广阔的发展前景。2011-2015年间,全球累计风电装机容量平均增长率为16%2017年全球风电市场新装机容量52.6GW,累计装机容量达到539.6GW。我国地理环境中,有着绵长的海岸线、广阔的草原和戈壁,风力资源十分充分。充分的资源对应着良好的发展环境,近年来我国风力发电技术和应用范围逐年增加,2013年底,我国风电新装机容量到达1.6万兆瓦,累计装机容量达9.1万兆瓦。2017年我国新装机容量19.7GW。在我国政府报告书中,预计2020年风电发电量确保4200亿千瓦时,约占全国总发电量的6%。我国风电产业逐年发展,世界前15风电企业中,中国占据7席。但是在蓬勃发展的现状下,依然存在着很多不可避免地问题。
4风力发电存在的问题
4.1单机容量小,土地资源花费高
风力发电的主要部分是风力发电机,而风力发电的效率和风力发电机的关系很大。但是当前风力发电机的单机容量很小,发电量较低。随着人们生活水平的提升,用电需求也在提高,风力发电场为了满足增长的发电需求,会采取增加发电机数量的策略,在风力发电场中设置大量的发电机。这样的方式会造成大量的土地资源使用,甚至会导致土地资源的浪费。
4.2技术层面上存在的问题
(1)与光伏发电类似,风力资源受季节和天气影响较大,风力发电输出功率不稳定,产生的电能功率和谐波含量等电能质量较低,大量的风电并网,会对大电网产生冲击,加大线路损耗。而且常规的火力发电电机需要几小时才能并网投产,很难在发电侧与风能发电配合,增加了风电发展的难度;(2)对电网潮流产生的影响,常规的电网电能从发电侧,经输配电网到负荷侧,但是风电等分布式电源往往在电网的末端,在并网后配电网的功率潮流呈双向流动。再加上风能的不确定性和不可控性,使其发电功率输出很难控制,往往会造成用电高峰供不应求,用电低谷供过于求的情况,增加了电力调度的难度;(3)在负荷侧的风电发电,会使电路模型变成双电源系统,从继电保护的角度来看,增加了线路保护整定值的难度,常规的电流保护会误动作,针对双电源线路的差动保护也会增加断路器,从而增加保护配置成本。
4.3发电技术缺乏经济性
风力发电主要是为了让电力的生产更加节能和清洁,但技术在使用过程中,存在经济性不足的问题,导致风力发电的成本增加,影响到风力发电的发展。这种问题对风力发电本身的可持续发展是十分不利的。
5风力发电的利与弊
风力发电的优点。在市场经济不断发展的今天,风力发电属于清洁能源,我国的风电设备也日趋进步,大大的降低了生产成本,成本已低于发电机,风力发电是可再生能源,属于环保能源,它非常的清洁,对于环境效益非常好,既可再生又永不枯竭,风力发电在为经济增长做贡献的同时,又可以有效的缓解空气的污染,并且技术也相对成熟,还可以为节能减排做出贡献,风能作为洁净的能源,在我国的发展前景非常乐观。(2)风力发电的弊端。风力发电作为可再生能源,也存在一些弊端,首先,我国在风力发电的研究中,科技人才匮乏,自主创新能力不足,对于风电的教育不够完善,基础设施建设投入运营不足,大部分的风力发电依赖于国家的补贴和奖励,而且国家的风机制造商技术不足,大多依赖于外国,自身能力不够,而且单机额定功率相对较小,大大的浪费了风力的资源和土地的资源,而且风力发电声音较大,容易产生噪音,造成视觉上的污染,再者,风力发电要占用大面积的土地,既不可控又有一定的不稳定性,对于地理位置还有一定的要求,也会在一定程度上干扰到鸟类,风力发电属于新能源,所以设备也不够完善,社会保证制度也不够完善。
6风力发电的展望
6.1市场的发展趋势
我国对新能源的支持力度一直都很大,对风电产业也进行了一定的补贴,当前我国的风电产业发展依然是十分活跃的。由于我国的幅员辽阔,风能资源很高,因此风能发电仍然有着很大的潜能。随着装机容量的增加、小型风场建设以及低速风源、海上风能发电水平的提升,我国的风能发电仍然会有较快的发展速度。
6.2以点带面重点发展风能发达地区
重点发展沿海城市及平原戈壁等风能发达地区,最大程度的利用风能发电,做到投入设备最大程度的返回经济效益。
6.3风能行业和技术的发展趋势
国内的风电设备制造已经具有了较高的规模,行业内的竞争正在变得激烈。不同的企业都采取了降低造价并进行技术研发,在提高了风力发电水平的同时,也降低了风力发电的造价,缩小了风力发电和火力发电的价格差。我国的风电设备研发主要围绕着大容量、低风速和高效率这几方面进行,尤其在材料和基础元器件上,会在将来有很大突破。
结语
对于能源来说,风力发电是现代经济中重要的组成部分,随着科技的飞速发展,以前的常规能源消耗过度,所以能源短缺成了经济发展的一个阻碍,也是限制各国发展的最主要问题,所以我们应该合理的做好发展规划,有效的利用风能资源,合理的做好电网的建设规划,这是一项长期的工作,近年来,随着我国经济的快速发展,我国风电行业已进入结构优化的调整期,为了加快风力发电技术的发展,我国应制定相关的鼓励政策,激发企业自主创新,加快推进风力发电的发展。
参考文献:
[1]吴翔.我国风力发电现状与技术发展趋势[J].中国战略新兴产业,2017,(44).
[2]侯喆瑞.风力发电的发展现状与关键技术研究综述[J].智能电网,2014.