首        页 关于协会 行业新闻 行业政策 会员社区 市场动态 会展出访 行业论坛 供求信息
摄影分会 工艺材料 装备模具 推荐产品 行业会刊 行业标准 数 据 库 行业统计 ENGLISH
您的位置:首页 > 展会新闻  >  新闻列表   
我国风电产业发展若干问题思考
作者:管理员      发布时间:2008/5/13 15:24:07     来源:    点击数:3631
 
                           电工学会名誉理事长 周鹤良

前言

我国风能资源十分丰富,它是一种干净的可再生能源,风力发电产业发展前景非常广阔。

它的原理:风作为原动力,风吹动风轮机的叶轮,转化为机械能,叶轮通过增速齿轮箱带动发电机旋转,转化为电能,送入电网。

它的优势:不需要燃料、不占耕地、没有污染,运行成本低。

一、2006年全球风能产量增加25%左右

全球风能理事会20076月的一份报告显示,2006年全球总的风能产量增长了25%,达到74264MW(超过7400万千瓦)。德国继续保持其在全球风力能源使用领域的领先位置,累计装机23545MW,占全球风能容量的32%。其次是西班牙累计装机12027MW,占全球风能容量的17%。美国累计装机14000MW,占全球风能容量的15%。印度累计装机5933MW,占全球风能容量的8%。丹麦累计装机3987MW,占全球风能容量的5%。中国累计装机2260MW,占全球风能容量的3%。(2007年中国新增风电容量3000 MW,预计累计超过5000MW。)意大利累计装机1884MW,占全球风能容量的2.6%。英国累计装机1466MW,占全球风能容量的2%。

欧洲就整体而言,具有全球最大的风能生产能力,2006年欧洲累计生产了45000MW的风力资源,占全球总风能产量的65%。风电增长率比其他电源增长率高的趋势仍将继续。20002006年平均增长率为30%

截至2006年世界几个主要国家风电装机的情况

国家

2006年累计装机容量(MW

德国

23545

西班牙

13027

美国

11000

印度

6269

丹麦

4087

中国

2266

意大利

1884

英国

1466

荷兰

1460

日本

1389

希腊

662

瑞典

568

二、世界风电发展趋势

世界风电机组的技术向增大单机容量,降低单位千瓦重量,提高转换效率的方向发展。例如,美国2001年平均单机容量为900千瓦,2006年平均单机容量达到1500千瓦。德国2002年平均单机容量为750千瓦,2006年平均单机容量达到1600千瓦。

预测2008年以后还有继续增大单机容量的发展趋势。

近海风电技术发展迅速,海岸线附近的海域风能比陆上资源更加丰富,面积辽阔,适合更大规模开发风电。汇于上海南汇区东海大桥海上风电场正式启动,计划安装单机容量3MW风电机组34台,总装机容量100MW,静态投资23.6亿元。

2006年,世界近海风电总装机容量已经达到1000MW。其中,丹麦400MW,英国200MW,预计2008年后,德国也将大规模开发。近海风电场建设需要单机容量更大的机组。2005年安装的最大样机是德国Repower公司的5MW机组,风轮直径为124m

欧洲将风电的发展作为实现减排CO2等温室所采取承诺的措施,开发风电的动力主要来自改善环境的压力。

德国、丹麦、西班牙都制订了比较高的收购风电电价,使风电保持稳定高速增长,使风电成为发展最快的清洁能源。

三、国内风电处于前所未有的高速发展期

1986年建设山东荣成第一个示范风电场之后,经过20年的努力,风电场装机容量规模不断扩大,近三年来发展十分迅速,截至2007年底全国已经建成76个风电场,安装风电机组2350台,装机容量已经达到5000MW,提前三年实现规划目标。国产风电机组所占国内市场份额已超过30%,技术性能相当于国际上90年代中期水平。

新疆乌鲁木齐市郊区达坂城已建成全国最大的风电场,总装机容量约达到200MW。国内风能资源主要分布在我国北部及东南沿海地区,风速超过3/秒,年运行小时平均在2400小时。有些可以达到3000小时。 

我国风能资源丰富,潜力巨大

· 中国风能资源主要分布在中国北部和东南沿海地区;超过3000小时/年风速超过3/秒。

甘肃酒泉千万千瓦级风电基地及配套电网建设已得到发改委的批复。

称为世界风库的甘肃安西县百万千瓦风力发电工程已经启动,总投资约100亿元,风电场建成后,330kV750 kV线路可以穿过这个区域。

内蒙、河北张北、浙江东部、福建闽南东山岛是我国风源最丰富的地区,正在规划建设10万千瓦、20万千瓦、50万千瓦、100万千瓦的大型风电场。

广东南澳、江苏如东、大丰、上海崇明岛正在动工建设10个大型风电场。如东、大丰一期风电场已经建成发电,大丰风电场装机20万千瓦的风电场由中电投公司投资,列为国家第三批风电特许权项目,正在开工建设。内蒙锡林浩特正在建设兆瓦级的大型风电场,北京官厅水库的1.5MW风电场已经建成。

据专家预测,我国陆地可开发和利用的风能资源容量约2.53亿千瓦,近海可开发利用的风能资源容量约7.5亿千瓦,共计10亿千瓦(100MW)说明我国风能资源丰富,发展潜力巨大。按照国家发改委初定风电发展规划目标:

规划到2010年全国风电装机容量累计达到500万千瓦(2007年已经完成)。

市场预测到2010年可以达到15002000万千瓦。

规划到2015年全国风电装机容量累计达到1500万千瓦。

市场预测到2015年可以达到30004000万千瓦。

规划到2020年全国风电装机容量累计达到3000万千瓦。

市场预测到2020年可以达到60008000万千瓦。

20061218日在北京举行的风力发电产业化研讨会上,专家们在讨论中,一致认为,到2020年的风电发展规划目标偏低,只要有一个良好的政策环境,加上市场的需求,进一步调动五大发电公司及地方积极性,中央宏观调控有力,风电装机容量目标应该可以比原规划目标翻一番。如果陆上风电可以开发容量达到5000万千瓦,年上网电量按等效负荷2200小时运行计算,则每年可供电量为800亿千瓦时,相当于煤电装机容量1600万千瓦,(每年节约煤炭2500万吨,创造财富约150亿元)一台兆瓦级风力发电机组能供350户的家庭用电(约1000人)而且风电机组平常运行成本较低,如果设备可靠运行,一般一年加一次油即可正常运转发电。

2001年金风风电公司引进第一台750千瓦风电机组技术,2003年投入运行,2005年又制造出第一台1200千瓦风电机组,2006年安装在达坂城投入运行,现在正在小批量生产1500千瓦风电机组,2007年将陆续投入运行,预计单机容量1500千瓦、2000千瓦、3000千瓦的风电机组,分别在2008年、2009年、2010年内实现产业化,形成相当规模的生产能力。其中1500千瓦的风电机组,安装在北京官厅水库正常运行。到十一五末国内风电产业化也将基本形成。到那时候,国内制造厂商市场占有率将会由目前的40%份额,可以上升到70%以上。自主创新、自主知识产权、自主品牌的风电机组和外资、外企、外贸形成公平、公开、公正的竞争。在国内建立一批简洁、高效、小维护的大功率风电场。在风源丰富的地区,可以建设百万千瓦级的大型风电场,统一规划,一次订货,分期建设,合同灵活,也可以提倡设备制造商用设备投资入股的方式,现金投入参股建设风电场,组建风电股份有限公司,盈利共享、风险共担。

四、风能发电技术路线——起步高、势头好

双馈异步风力发电机结构

当前并网运行的变浆距调节方式将逐步取代定浆距失速调节方式,成为风电主流型机型。这种变浆变速技术可以利用电机的调速特性,使风轮变速运行,提高吸收风能效率,其优点应用IGBT先进技术的变频器连接,控制励磁电流的幅值,频率和相位,可以实现定子恒频恒压输出,发电机输出电压为690V,通过输出变压器升压接入电网,目前正在扩大范围应用。

不足之处,由于增速齿轮箱的存在,降低了风电转换效率,为了减少机械磨损,需要定期润滑、清洗、维护。

◎永磁直驱式同步发电机结构;最大的特点是取消了增速齿轮箱,发电机轴直接连接到叶轮轴上,转子的转速随风速、风向、风力而改变,发电机发出的交流电的频率也随之变化,其优点是:采用大功率电力电子变流器,将频率不变的交流电整流成直流电,再通过逆变器将直流电变为恒频交流电能,最后通过升压变压器进入电网。

控制逆变电流可以调节输出功率,从而改变电机转速,进而实现最大功率追踪。由于风力机转速比较低,永磁同步发电机的定子一般作成多极结构,转子采用永磁结构,省去了励磁绕组,减少传动链能量损失,消除了励磁损耗,提高风电转换效率。

用同步发电机发电是目前较普遍的发电方式之一,特别是变频器的广泛使用解决了风力机转速和电网频率之间的耦合问题,通过对变频器电流的控制,就可以控制发电机的转矩,从而控制风力机转速稳定,使之运行在最佳状态。相同条件下,同步电机比异步电机调速范围要更广一些,运行更要可靠一些。

不足之处:永磁材料价格高一些,变流器为全功率变流器,容量大、体积大、价格高、系统成本高。国内变流器技术处于研究试验阶段,技术上不成熟,大功率变流器依赖进口。

上述风力发电机的主控室都采用远程计算机监控系统(配有风机远程监控柜),自启停,自动减速,自动保护,实现对风机的监测,控制和调节。连续监控风速、功率及系统部件的运行参数,使风机保持在最优的运行状态。

五、我国风电产业与国外的差距

1. 对风能资源及其特性认识不够,对风电在国民经济的地位研究不够

风资源评价,规划和管理滞后

风电发展与电网规划、同步建设不够协调

资源分散,缺少整合

没有形成统一的国家级的风电研发机构,研发资源分散,缺少对行业资源的集成和整合。发达国家都有国家级能源或风能研究所,如德国DEW1、美国NWTC、丹麦RISO、印度C-WET等。

2. 风电政策体系不够完善

税收、信贷、投资、价格、补贴、奖励、电价等

3. 风电制造业的发展,暴露了我国制造业基础薄弱的缺陷,目前风电主轴与齿轮箱中采用国产轴承较少,大多依赖进口。提供配件包括:逆变器、液压系统、联合器等配套件技术不够成熟,可靠性差。

4. 风电知识培训体系不完善

风电知识体系

风电人才培养体系

基础研究体系

整机优化体系

风电标准体系

风电检测认证体系

六、市场份额的挑战及风险

全球知名风电产业厂商:

德国Repower(维柏尔公司)

Banas(伯纳斯公司)

美国GE(通用电气公司)

丹麦Vestas (维斯塔斯公司)

西班牙GaMESA(歌美塞公司)

印度India(苏司兰公司)

外国风电公司在中国市场的份额,2007年约占60%

国内较有实力的风电产业厂商:

金风风电公司       技术许可证——德国Repower(瑞泊尔公司)

大重风电,(华锐)公司  技术许可证——德国Flender(弗兰德公司)

东汽风电公司       技术许可证——德国RePower(瑞泊尔公司)

湘潭风电公司       技术许可证——日本IEPHYPOS(意菲谱斯公司)

株洲时代电气风电公司   技术许可证——奥地利WINDTOC(温蒂托克公司)

上海电气风电公司                  技术许可证——英国EWENERGYEW能源公司)

哈尔滨风电公司                     技术许可证——芬兰WINWIND(赢德风公司)

北重风电公司                          技术许可证——德国DewIND(德文德公司)

天威风电公司                         技术许可证——英国GH(公司)

西安维德风电公司                技术许可证——德国NORDex(恩德公司)

杭州远达风电公司                技术许可证——英国GH(公司)

南通航天风电公司                技术许可证——西班牙Acciona(阿讯能公司)

温州华仪风电公司                技术许可证——德国AerooYN(爱诺恩公司)

中船重工风电公司               技术许可证——德国FRISIA(福瑞西亚公司)

国内风电产业在市场的份额,目前国内风电产业化将会逐渐形成。预计三年后,市场份额将会增速加快,转化成国内产业占市场份额由2007年的40%上升为70%,外国资本占市场份额约由2007年的60%下降为30%。

从风能资源到上网销售电量预测不准确

从测试数据看,风能资源评估到项目未来20年运行期上网电量的预测,也存在不确定因素

风电机组20年野外全天候运行可靠性程度如何。主要经受多种极端恶劣天气和非常复杂的风力交替负荷,需要积累运行经验是十分重要的。

风电特许权项目上网电价为千瓦时0.380.518元(电价偏低)

归纳起来:技术风险、市场竞争风险、另部件质量可靠性风险。

七、重视整机优化及另部件建设

一台600千瓦风力发电机总重量36吨,叶片长23米,每个叶片重约1.5吨;一台2000千瓦风力发电机总重量50吨,风轮直径为80米,塔高65米,叶片长37.5米,每个叶片重约5吨。它包括塔架、轮毂、轮毂罩、变浆齿轮、偏航机构、叶片、电机、传动系统、风速风向传感器、齿轮箱、主轴、监控保护等。

材料要考虑强度(承载能力)、刚度、稳定、疲劳、摩擦、力矩等因素。要有较强野外的适应性,如风沙、暴雨、盐雾、潮湿,-3040摄氏度的环境温度。

配件供应质量——液压系统、变速轴刹车、转子制动器、密封件、液力耦合器、电控器件等还没有形成上下游的产业链,供应的配件有些技术上不成熟。

提供优质高强度紧固件、传动联结件、粉末冶金刹车片、弹簧垫片等通用零部件。

八、重视风电场建设

从近几年建设风电场成功经验,归纳为:

风电场建设,大体可分为三个阶段:

1. 项目可研阶段——测风咨询、风资源评估、区域规划、并网衔接、项目可行性研究、投资回报分析。

2. 项目建设阶段——施工组织设计、工程监理、工程安装。

3. 项目运行维护阶段——风电场运行维护、技术培训技术服务。

 

九、策略

风力发电优先上网,不参与调峰

风电场建设与电网建设同步发展,风电场都在远离城市,如何把电输出去。电网建设要先行一步,电网建设连接风电场。

优化电源结构,煤电、水电、核电、气电、风电、太阳能电——六电并举、合理配置。

具体讲:优化发展煤电、优先发展水电、积极发展核电、有序发展气电,大力发展风电。

创造一个稳定的投资环境和投资市场。

包括国家投资、奖励、税收优惠、电价补贴等。

培育若干有经济实力,创新能力强的风电工程公司

掌握系统技术、择优采购、工厂组装、调试,主辅优化匹配

技术与装备——整机设计、另部件能力与水平。

现场安装、现场整机调试,现场服务。特别是维修、保养,技术服务一定要及时,保证风电机组有效运行小时不少于2400小时/年,甚至达到2500小时/年。

自主创新与引进技术结合,通过消化吸收再创新

抓紧制订和修订风电机组的整机及另部件标准,提高通用化、系列化、规范化程度

加强检测和质量认证

制订一个鼓励发展风电的电价办法

加大投入,建立国家级风电工程研究中心,建立12个国家级风电重点实验室,建立12个国家级风电另部件检测和认证中心。

制订风电机组的装备政策

浅海上适于采用兆瓦级,受风力及外部条件限制时,应用小型风电更为有利。

培养人才,包括设计人才、工艺人才、管理人才、以及安装、调试、维修人才等。 
 

  小结

能源成为制约国民经济发展的瓶颈,原油进口量逐年增加,国家能源安全受到威胁

加快转变经济发展方式,推动产业结构优化。建设节约型和环境友好型社会,节能,降耗,减排,改善环境

提高自主创新能力,增强国际竞争力


 

 

    相关新闻

版权所有: 中国机械通用零部件工业协会 地址:北京市西城区三里河路46号 邮编:100823
电话:010-68594837 传真:010-68572092
http://www.cmca-view.com E-mail: zly@cmca-view.com
京ICP备09013348号
本网站由 机械工业信息中心 制作维护