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          风电场的建设

          发布时间: 2014-07-15 13:29:40   作者:无   来源:

           

          第一部分:概述
          第二部分:技术原理
          第三部分:国内发展和应用现状
          第四部分;国外发展和应用现状
          第五部分:供应商信息
          第六部分:经典案例
          第七部分:参考文献
           
          概述
          地球表面各处接受太阳照射受热不同而产生温差.引起大气对流运动形成风。地球上风能蕴藏量巨大。而且取之不尽。用之不竭,是一种重要的可再生能源。据世界气象组织于1954年估计,地球上可为人们利用的风能有107 MW.这相当于10000个100万kW的利用燃料发电的发电厂的容量.是地球上可供利用的水力的100倍。这是一个非常可观的数量。在中国,根据2004---2005年中国气象局进行的第三次全国风能资源普查.仅陆上10 m
          高空处的实际可开发的风能就有2.97亿kW。我国陆上加海上可开发风能总量有7~12亿kW。
          人类利用风能的历史已经有数千年.然而利用风能发电的历史却始于1891年.但之后的较长时间发展缓慢。直到1973年石油危机后,风力发电作为新能源越来越受到重视。特别是20世纪90年代以来,风力发电加速发展,总装机容量以年均25%以上的速度增长。每年新增容量的增长率也超过了30%。2007年,全球新增风电装机容量20073MW,累计风电装机容量94 112 MW。欧洲2007年新增电源中风电首次超过天然气发电。成为第一大增长电源。
           
          技术原理
          (1)陆上风电场的建设
          西北地区是中国风能资源十分丰富的地区,开发利用潜力巨大,风电产业发展具有一定的基础,目前千万千瓦级的风电基地正在规划和筹备,风电行业步入快速发展的重要时期。西北地区风能资源主要分布在甘肃、宁夏、新疆等省区。新疆风能资源蕴藏量极为丰富,是全国风能资源最丰富的地区,风能资源技术开发储量是34.4GW,约占全国风能资源总储量的13.56%,居全国第二位;甘肃省属全国风能资源较丰富的省区之一,风能资源理论储量为145.6GW,可开发利用的风能资源总量为11.4GW,居全国第五位;宁夏风能资源总储量为18.9GW,技术可开发量为O。59GW;陕西和青海风能技术开发储量为10.48GWtll。西北区域风能储量及分布见表l。
           
          (2)海上风电场的建设
          风力发电场的另外一种选址方式称为离岸型风电场。自1991年世界上首座海上风电场在丹麦建成以来,海上风力发电成为风力发电领域的全新亮点,风力发电的研究方向也逐渐从陆地向海上转移。海上风力发电越来越受到国际能源界和开发商的关注。
          海上风力资源丰富,比陆地风力发电量大。通常,离岸10公里的海上风速要比沿岸陆上高约25%;受环境影响小。海上风力发电受噪声、鸟类影响及电磁波干扰等问题的限制较少,不占用陆上土地资源,不涉及土地征用等问题;海上风切度小。海上风速随高度的变化较小,因此,不需要很高的支撑塔架,从而可以降低海上风力发电机组的成本,海上湍流强度低,海平面摩擦力较小,作用在风力发电机组上的疲劳载荷减少,延长了凤电机组的使用寿命。
          单机容量大型化
          目前国外运行的海上风电场单机容量已由600kW增至兆瓦级,2MW和5MW等更大容量风机的市场份额逐渐增大。海上风力机将继续向单机容量大型化的方向发展。
          新型海上风力发电机逐步发展
          直接躯动同步环式发电机、直接驱动永磁式发电机等新型海上风力机将会得到不断的研发和运行,进一步优化发电机的发电性能,减少桨叶数量以减少生产和安装等成本。开发海上风力发电机的相关设备,适应海上潮湿、易腐蚀等恶劣环境的需要。
          由浅海向深海发展
          根据欧美海上风能资源分布及发展趋势分析,浅海域风力发电场的发展已经不能满足风能发展的要求,海上风电场将从30-50m的浅海域向50~200m的深海区域发展,届时全球的风能资源利用率将有更大幅度的提高,以满足更大范围内的电力需求。
           
          国内发展和应用现状
          中国幅员辽阔,海岸线长,风能资源丰富,风电发展潜力巨大,风能理论蕴藏量为32.26亿kW,居世界第1位;可供开发利用的风能储量约为10亿kW,居世界第3位,仅次于俄罗斯和美国。我国风能资源最丰富的地区主要集中在新疆、甘肃北部、内蒙古、东南沿海地区以及海上风能丰富区。中国陆地10 m高度层可利用的风能为2.53亿kW。海上可利用的风能是陆地上的3倍,50 m高度层可利用的风能是10 in高度层的2倍。
          近年来我国风电机组装机容量增长状况见图2。
           
          由图2可以看出,我国的风电装机容量从1995年起稳步递增,特别是到了2005年开始成倍增长,发展态势迅猛.截至2007年底.我国已建和在建的风电场约为158个.2008年我国新增风电装机容量为6 240 MW,总装机容量达到了12 400 MW,位居世界第4位.预计到2010年我国风电总装机容量将达到30 000 MW,届时在全国电力能源结构中的比例将占到2%。跃居世界第2位.
           
          国外发展和应用现状
          风力发电在新能源和可再生能源行业中增长速度最快,据相关数据统计。在过去10年中全球风电产业年平均增长率达到了惊人的28%,而美国、意大利和德国的年增长率更是高达50%以上.截至2008年底.全球累计风电装机容量已达到1.2亿kW.
          与其它地区相比。欧洲的风能发电发展最快,其中德国十分重视风电发展,目前是世界上风电技术最先进的国家.截至2006年底。德国风电总装机容量达到了20622MW,占世界风电总装机容量的1/3以上。德国风力发电量约占德国全年总发电量的6%,居世界第1位.据保守估计,到2010年德国风电装机容量将达到23000MW。届时可以提供德国8%~10%的电力需求.到2010年,15个欧盟成员国计划使可再生能源生产的电力满足全部电力需求的22%,比1997年提高14个百分点.10个欧盟新成员国则计划将可再生能源生产的电力的百分比由2000年的5.6%提高到2010年的11%.近年来世界风电机组装机容量增长状况见图1。
           
          印度虽然对风能的开发利用起步较晚,但自1993年以来,政府在鼓励风电投资、补贴、免税等方面出台了一系列激励政策,风电发展速度惊人,截至2008年9月,印度全国风电总装机容量已达9000MW。居世界第5位.
           
          供应商信息
          丹麦东能源公司
          华能新能源产业控股有限公司
          闽东电力
          中国交通建设股份有限公司
          上海东海风力发电公司
           
          经典案例
          我国首个海上风电场并网发电
           
          总投资23.65亿元的我国第一个海上风电场——上海东海大桥10万千瓦海上风电场示范工程并网发电,标志着我国基本掌握了海上风电的工程建设技术,为今后大规模发展海上风电积累了经验。
          东海大桥海上风电场也是亚洲首个大型海上风电项目,由上海东海风力发电公司投资建设。该项目总装机容量10.2万千瓦,采用华锐风电科技(集团)股份有限公司自主研发的34台3兆瓦海上风电机组。
          据了解,东海大桥海上风电场的海上工程于2008年9月正式开工,2009年3月首台风机吊装成功,同年9月首批三台风机实现并网。今年2月,34台风机吊装完成,6月8日全部风机并网试运行,7月6日实现并网发电。
          东海大桥海上风电场在我国风电场建设史上创造了多项“第一”:第一次采用自主研发的3兆瓦离岸型机组,标志着我国大功率风电机组装备制造业跻身世界先进行列;第一次采用海上风机整体吊装工艺,大大缩短了海上施工周期,创造了一个月在工装船上组装10台、海上吊装8台的记录;在世界上第一次使用高桩承台基础设计,有效解决了高耸风机承载、抗拔、水平移位的技术难题。
          据了解,装机容量10万千瓦的东海大桥风电场二期工程前期工作已获政府有关部门批准,二期工程计划使用单机容量更大、技术更先进的风电机组。
           
          参考文献
          [1] 沈宏,耿超,刘楠,李伟丽,邱军亮. 国内外风电产业现状及其发展前景[J]. 河南科技学院学报(自然科学版),2010,38(1):97-101.
          [2] 王旭东,曹燕燕. 海上风力发电技术现状及发展趋势[J].科技创新导报,2008,(5):12.
          [3] 孙浩然. 风力发电技术综述[J]. 江苏电机工程,2010,29(4):80-84.
          [4] 刘伟勋. 我国首个海上风电场并网发电[EO/OL]. http://www.eeo.com.cn/industry/shipping/2010/07/06/174744.shtml. 2010-07-06.