風(fēng)電技術(shù)逐漸突破環(huán)境限制

 

　　近日，由湘電風(fēng)能有限公司制造的國(guó)內(nèi)陸上單機(jī)容量最大風(fēng)電機(jī)組———5兆瓦永磁直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組，在國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司建設(shè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站成功并網(wǎng)運(yùn)行，將為冬奧會(huì)綠色清潔用電提供有力支撐。

 

　　據(jù)了解，這臺(tái)機(jī)組是目前我國(guó)安裝作業(yè)海拔最高、設(shè)備運(yùn)行方式最為完善、直接投入風(fēng)場(chǎng)建設(shè)運(yùn)行最大的風(fēng)機(jī)，對(duì)加快我國(guó)新能源設(shè)備升級(jí)換代、推廣先進(jìn)的新能源技術(shù)將發(fā)揮積極作用。

 

　　目前，我國(guó)主流風(fēng)機(jī)單機(jī)容量多為1.5兆瓦，這臺(tái)新投運(yùn)的“巨無霸”單機(jī)容量為主流風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的3倍多。這臺(tái)風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈可以發(fā)電6千瓦時(shí)，機(jī)組每天最高發(fā)電量可達(dá)12萬千瓦時(shí)，能滿足上萬家庭日常用電需求。

 

　　該風(fēng)機(jī)主要由塔筒、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)及葉輪4部分組成，總高度100米，設(shè)備總重量743噸，葉片長(zhǎng)度62米，最大掃風(fēng)直徑達(dá)到128米。該機(jī)型具有自身耗電量小、低風(fēng)速下發(fā)電量大、抗擾動(dòng)能力強(qiáng)、單位造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)性能高、節(jié)約用地等特點(diǎn)。為了解決大功率風(fēng)電機(jī)組的不穩(wěn)定性問題，這臺(tái)機(jī)組還搭配了清潔能源智能穩(wěn)定接納系統(tǒng)，能自動(dòng)控制功率分配和設(shè)備智能啟停。

　　“我國(guó)風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與世界趨于一致，同時(shí)我國(guó)又具有自身的特點(diǎn)。

 

　　高海拔區(qū)域風(fēng)電技術(shù)逐漸突破。高海拔 地區(qū)空氣稀薄，風(fēng)功率密度低，電機(jī)絕緣性能較差，電機(jī)散熱不良。相比低海拔區(qū)域，高海拔區(qū)域風(fēng)機(jī)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)面臨更大挑戰(zhàn)。”司紀(jì)鵬說，鑒于高海拔區(qū)域具有較好的風(fēng)力資源，我國(guó)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、政府部門以及企業(yè)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，已經(jīng)在云貴高原、青藏高原等高海拔地區(qū)建設(shè)并運(yùn)營(yíng)風(fēng)電項(xiàng)目，推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步。

 

　　目前，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組葉片長(zhǎng)度不斷增加，關(guān)鍵零部件故障率不斷降低，風(fēng)電機(jī)組可靠性能日趨提升。隨著我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新型技術(shù)有望繼續(xù)出現(xiàn)，同時(shí)成本將有望繼續(xù)降低。

 

　　多種技術(shù)路線爭(zhēng)相升級(jí)

 

　　“風(fēng)電大規(guī)模裝機(jī)將帶來一系列技術(shù)和管理問題，都急需行業(yè)政策的進(jìn)一步深入完善和提高技術(shù)手段來解決，急 需自主創(chuàng)新來解決同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力升溫、不斷降低成本、盈利模式逐漸轉(zhuǎn)變等問題，這些均是在未來幾年對(duì)風(fēng)電開發(fā)商及制造商的巨大挑戰(zhàn)。”華儀風(fēng)能有限公司總經(jīng)理吳展介紹說。

 

　　近年來，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)單機(jī)容量呈逐年上漲態(tài)勢(shì)，1.5兆瓦機(jī)型已經(jīng)逐漸被2兆瓦機(jī)型取代成為基本機(jī)型。

　　首先，直驅(qū)式技術(shù)得到推廣。直驅(qū)風(fēng)機(jī)可有效減少風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障，而且具備高效率、低噪音以及高壽命等優(yōu)點(diǎn)。在2013年新增大型風(fēng)電機(jī)組中，永磁式直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組約占33%。我國(guó)低風(fēng)速的三類風(fēng)區(qū)占到全部風(fēng)能資源的50%左右，直驅(qū)式風(fēng)機(jī)具有較大的發(fā)展空間。

 

　　其次，變槳變速功率調(diào)節(jié)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)機(jī)采用變槳距技術(shù)后，可通過改變槳距角獲取風(fēng)機(jī)需要的轉(zhuǎn)矩，即調(diào)整槳距角予以改變氣流對(duì)葉片的攻角，從而改變風(fēng)電機(jī)組對(duì)空氣動(dòng)力的獲取，保持功率穩(wěn)定，或提高風(fēng)能利用效率。變速恒頻技術(shù)允許風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，而輸出頻率保持穩(wěn)定，通常與變槳距技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。目前，我國(guó)安裝的風(fēng)電機(jī)組全部采用了變槳變速恒頻技術(shù)，而且2兆瓦以上風(fēng)電機(jī)組大多采用三個(gè)獨(dú)立的電控調(diào)槳機(jī)構(gòu)，通過三組變速電機(jī)和減速箱對(duì)槳葉分別進(jìn)行閉環(huán)控制。

 

　　再次，全功率變流技術(shù)得到應(yīng)用。全功率變流技術(shù)是指在發(fā)電機(jī)定子與電網(wǎng)之間接入變頻器，發(fā)電機(jī)電流經(jīng)過整流、逆變后成為與電網(wǎng)電壓以及頻率相同的電力。全功率變流技術(shù)在發(fā)電機(jī)故障時(shí)可進(jìn)行無功輸出，維持電壓穩(wěn)定。此種技術(shù)可較好解決低電壓穿越問題，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)友好型發(fā)展，是風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。