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时间:2018-01-09
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1、第一章风电行业概述第一节风电介绍一、风电定义及结构(海洋风电、陆地风电,不同瓦数的风电)1、风电的概述要了解风电首先要了解风的几个概念,风速、湍流、风切变。风速是指由于风速随时变化,因此常用平均风速来衡量风携带能量的大小。极大风速和年平均风速对于风机设计而言很重要。湍流是用于描述风速是否平稳的指标。通常定义为I=σ/U,σ为风速值标准偏差,U为风速平均值。风切变是指由于地面障碍物对风有阻挡作用,因此风速会随高度增加而增加。风电是风能发电或者风力发电的简称,属于可再生能源,清洁能源。风力发电是风能利用的重要形式。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶
2、片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源,大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。2、风电的分类风电根据地域的不同可以划分为陆地风电和海洋风电。陆地风电是指在陆地上使用风电设备把风能转化为电能的过程。目前风电主要是指陆地风电。海洋风电是指在海洋(近海)上使用风电设备把风能转化为电能的过程。现阶段,由于技术和设备的限制,致使海洋风电的成本远远大于陆地风电。中国风能总储量达32.26
3、亿千瓦,居世界第一位。其中可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿千瓦,近海可开发和利用的风能储量有7.5亿千瓦,共计约10亿千瓦,大于中国的水能资源储量。3、风电的优劣(1)风电的优点包括:第一、利用自然界的可再生能源,干净无污染,无须燃料;第二、运行成本低,风电机组的设计寿命约为20-25年,运行和维护的费用通常相当于机组总成本的3%-5%;第三、建设周期短,若不计测风,快者一年左右可建成。(2)风电的不足之处包括三点:第一、选址时对自然环境(风速)要求较高,光测风阶段就要历时一年以上;风场占地面积通常在几百亩到几千亩,与火电相比,单位土地面
4、积的发电出力相差较大(尽管风机塔架周围的土地仍可进行其它利用);风力大的地区通常人口稀少,离电力负荷中心较远,对电网输送要求较高;第二、出力不稳定(取决于不可控的风速),利用小时数低(通常为2000小时/年左右),通常认为风力发电量占电网总电量的比重不能过高(10-12%,也有人说是20%),否则会影响电网稳定。第三、一次性投资较火电大,上网电价高于火电、水电。目前国内风电场的千瓦造价通常要8000-12000元,比西方还高,原因之一是进口设备价格较贵。2008年,采用当时先进的风电机组在最佳条件下,欧洲每千瓦装机的投资成本为832欧元,每度电的
5、成本为0.0388欧元。随着技术的进步,风电成本将会下降。预期到2020年,降低至0.0234欧元/度(装机成本为497欧元/千瓦)。届时,风力发电的成本已跟燃煤机组的成本相近。二、风电发电设备1、风力发电设备概述风力发电设备就是把风力转化为电力的装置。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。它主要由机舱、转子叶片、轴心、低速轴、齿轮箱、高速轴及其机械闸、发电机、偏航装置、电子控制器、液压系统、风速计及风向标、塔和冷却元件等构成。机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机
6、舱,机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很像飞机的机翼。齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。塔:风力发电设备机塔上载有机舱及转子。通常来说,高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。2、发电机的种类发动机按不同的划分
7、标准有不同的种类,如下表:分类标准按照风轮形式分类垂直轴风力发电机组水平轴风力发电机组按照有无齿轮箱分类直驱型风力发电机双馈式风力发电机按功率调节方式分类定桨距风力发电机变桨失速型风力发电机组第二节国内风电产业发展概况随着《可再生能源法》的实施和京都议定书协议的生效,国家加大了对可再生能源支持的力度,风力发电产业得到了连续快速发展,出现了风电热。我国风电增长速度已连续三年超过100%。2011年中国新增风电装机容量接近1800万千瓦,总装机容量达到6500万千瓦,中国已经是世界上风电设备制造大国和风电装机容量最多的国家,成为名副其实的风电大国。风
8、电行业迅猛发展将拉动相关投资快速增长。根据GWEA的预测,2012-2020年间,全球风电累计装机容量将达150万MW,新增126万MW
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