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风力发电技术现状及关键问题探究

张国辉
  
安家(建筑与工程)
2021年35期
国电电力山东新能源开发有限公司 山东 烟台 264000

摘要: 2020年9月22日,习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出我国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的宏伟目标,为此国家制定了2030年前碳排放达峰行动方案,推动清洁能源高效利用,要构建以新能源为主体的新型电力系统,在这一时代背景之下,低碳环保发展理念已经日益深入人心,并广泛受到关注。针对这种情况,本文以当前风力发电相关问题作为研究重点对象,分析当前风力发电相关技术发展现状,探究风力发电产业发展过程中存在的一些关键问题,分别从风力资源结构分布、产业结构、发电机组运行以及性能提升等几个方面具体阐述一下风力发电相关技术的实际发展应用途径。

关键词:风力发电技术 现状 关键问题

正文:

一、前言

随着当前风力发电相关技术的推陈出新、健康发展,风力发电产业蓬勃发展,方兴未艾,国家能源局发布2021年1-9月份全国电力工业统计数据显示:截至9月底,全国风电累计装机2.97亿千瓦,其中陆上风电累计装机2.84亿千瓦、海上风电累计装机1319万千瓦。

由于国内风电资源分布不平衡的现状,西北等风力发电集中的部分区域的风电企业受当地工业发展水平及电网结构等因素限制,限电情况时有发生,无法有效保证经济效益最大化,对当前风力发电的健康可持续发展必将造成严重阻碍。因此,通过分析当前风力发电相关技术的科学研究发展现状,提出具体技术问题,寻找问题解决措施,推动发电和电网企业技术水平的不断提升,实现风电企业的可持续发展。

二、风力发电技术存在的关键问题

2.1风力资源分布不平衡

我国的风力资源分布不均衡,风能资源比较丰富的地区主要分布在三北(东北、华北、西北)及东南沿海。具有较大的风能资源省份有:内蒙古、新疆、吉林、黑龙江、甘肃等。同时,阿拉山口、达坂城和辉腾格勒等地区的可利用小时数达到了5000小时,除此之外东部部分沿海高风功率密度区域也是理想的风电场建设区域。国家能源局发布2021年1-9月份全国电力工业统计数据显示:1-9月,全国风电新增并网装机1643万千瓦,其中陆上风电新增装机1261万千瓦、海上风电新增装机382万千瓦。从新增装机分布看,中东部和南方地区占比约60%,“三北”地区占40%,风电开发布局进一步优化。分析我国当前风力发电资源供应分布平衡情况可以看出,东南沿海与我国西北地区的应用风力发电资源十分丰富,其他区域应用风能发电资源相对匮乏。风力发电资源丰富的区域地区居民能够充分借助风力资源发展发电相关技术,推动风与新能源的融合发展,为我国电力企业带来巨大经济效益,为我国社会经济带来巨大社会效益,为生态环境保护带来巨大生态环境效益。

2.2风力发电产业结构不够完善

我国民用风力发电相关技术已经得到快速发展,取得许多突破性技术进展,混合式塔筒的出现,使塔筒高度超过150米成为可能,风机单机容量不断突破,但是国内风力发电产业结构依旧仍然不够健全完善。在风机零部件研发生产和相关产品技术创新方面,和国外品牌仍有一定差距。

2.3早期建设的风力发电机组发电能力亟待提升

国内八九十年代建设的风电场,采用进口歌美飒、维斯塔斯等品牌风机,单机容量仅为0.75-0.85MW,运行至今存在发电效率低,维护工作量大,备品备件国产化替代难等大量问题。另外,2010年前建设的大量1.5MW及2MW发电机组,塔筒高度仅为80米左右,风轮直径约在70-90米间,发电能力较差,尤其在低风速区域,远远达不到设计利用小时数,发电能力亟待有效提升。

2.4新能源补贴长期拖欠,给企业经营造成较大负担

自2017年,出现新能源补贴拖欠现象开始,至今不但未得到有效解决,而且有愈演愈烈的趋势。笔者所在的国家能源集团下属三级新能源公司,现投运7个风电场,装机容量62.5万kW,目前已欠收新能源补贴4.7亿余元,给企业经营造成较大负担。前不久,针对此问题,国家发改委、财政部、中国人民银行、银监会和国家能源局联合印发了《关于引导加大金融支持力度 促进风电和光伏发电等行业健康有序发展的通知》,这个文件针对可再生能源补贴拖欠、补贴资金滞后、导致企业资金紧张等问题提出了纾困办法,拖欠新能源补贴的情况会逐步缓解。

三、风力发电技术关键问题的解决途径

3.1优化资源配置,提高新能源消纳能力

根据我国当前地区风力发电资源分布不平衡的现状,建议企业努力建设电网友好型风电场,充分利用特高压远距离输电、储能、制氢、供热等新理念、新技术,通过源网荷储一体化、多能互补等途径,实现电源、电网、用户、储能各类市场主体共同承担清洁能源消纳责任的机制。统筹负荷侧、电源侧、电网侧的资源,完善新能源调度机制,多维度提升电力系统的调节能力,保障调节能力与新能源开发利用规模匹配。要科学制定新能源合理利用率目标。要形成有利于新能源发展和新型电力系统整体优化的动态调整机制,各个地方风电资源不一样、负荷情况不一样、系统电网结构不一样,要因地制宜,制定各地区的目标,充分利用系统消纳能力,积极提升新能源发展空间。

3.2应用新技术,提升风力发电机组的运行性能

新建风电项目选用高塔筒,大叶片风机已经成为主流,国内风电制造业企业正在积极推广和使用拥有自主知识产权的新技术。风电公司也在不遗余力的加强对风力发电安全运行管理,提高风电机组运行性能。我国存量风电机组中还有比重不小的早期建设并投运的单机容量低于1MW的发电机组在运,可以有序开展更新迭代,对于部分利用小时数偏低,甚至达不到设计要求的1.5MW或2MW机组,可以采用叶片加长、优化控制策略等比较成熟的方式进行技术改造,最大限度地发挥现有机组潜能。

结束语:

总而言之,随着国家“双碳目标”的提出及低碳环保发展理念的不断深入贯彻,人们对我国新能源产业开发高度重视,对利用风力发电相关技术发展有了新的认识理解。利用风力发电相关技术不仅是低碳环保经济下新能源开发的重要技术内容,也必将是未来我国电力企业的重要战略发展方向。

参考文献

[1]桂旭,高振宇.风力发电技术现状及关键问题探究[J].科技创新导报,2019,16(03):52+55.

[2]董爽.风力发电技术现状及关键问题分析[J].才智,2016(06):226.

[3]樊文凯.风力发电技术现状及关键问题分析[J].科协论坛(下半月),2013(12):183-184.

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