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風電探秘:低風速如何找風?如何利用并網?

發表日期:2016/2/2  發布人:admin

      去年,全省新增風電并網裝機量同比增加167%,是“十二五”期間單年新增風電裝機規模最多的一年——

  風電怎么上電網?

  1月19日,記者驅車來到位于滁州市來安縣的安徽龍源來安風電場。正值隆冬,寒風清冽,從省道駛進楊郢鄉的鄉村公路,循著標識牌的導引,便進入風電場的覆蓋范圍。道路蜿蜒起伏,透過薄薄的霧靄,一座座狀如大風車的白色風電機組屹立在連綿的山頭。

  “你看到的這些風機,每個塔筒高80米,風輪直徑都是87米,適合安徽這樣的低風速地區,整個項目共有165臺風機,總裝機容量24.75萬千瓦時,覆蓋范圍遍及來安縣境內的楊郢鄉、張山鄉、長山林場、寶山林場等。 ”一旁的安徽龍源風力發電有限公司規劃發展部主任吳戰昊介紹。

  這座風電場位于來安縣北部低山丘陵地區,2011年5月投產。作為全國首個內陸低風速風電場,實現了我省風電“零”突破。

  沿著崎嶇的山路攀爬到高山大峽谷,屯倉水庫盡收眼底,三面環繞著蒼山,散落在各個山頭的巨大風電機組仿佛近在眼前,十分壯觀。這道靚麗的視覺風景線讓當地政府甚為自豪,準備打造成吸引游客取景留影的新景點!斑@里的海拔大約在180米左右,每臺風機都有編號,離我們最近的那臺是B19。 ”來安風電場場長蔡少磊說。

  走到B19號風機近前,直徑大約5米左右的白色塔筒需要幾個人合圍環抱才能繞成一圈。記者抬頭仰望,80米高的塔筒頂端有機艙、輪轂和三支葉片,在寒風吹拂中葉片輕微地擺動著。 “今天的風力等級大概是輕風,平地10米處風速在1.6米/秒至3.3米/秒之間。我們的風電機組設計是3米/秒啟動,風速11米/秒時滿負荷發電,單機容量1500千瓦!辈虉鲩L說。經過塔筒底部的艙門,記者進入了風機內部,左手邊是一排高壓電源柜、變頻柜,右手邊是塔底控制柜,前上方是一條高聳入云端的梯子,直通塔筒頂端的機艙。

  “把風的動能轉變成機械能,再把機械能轉化為電能,這就是風力發電。 ”吳戰昊介紹,風輪是風力機的主要部件,由槳葉和輪轂組成,槳葉具有良好的空氣動力外形,它在氣流作用下能產生氣動力使得風輪旋轉,將風能轉換成機械能,再通過齒輪箱增速,最終驅動發電機,把機械能轉變成電能。

  “風力發電機出口電壓為690伏,經過箱式變壓器升壓至35千伏后,通過35千伏集電線路匯流至升壓站。 ”蔡少磊指著風機旁邊的一臺箱式變壓器比劃著,又指向風機后面的35千伏集電線路介紹著!吧龎赫15條35千伏的集電線路將所帶風電機組匯流到主變升壓至220千伏后,以同電壓等級輸電線路送到國家電網寶橋變,就算是把風力發電機組發出來的電賣給國家電網了。 ”

  低風速地區如何找風?

  2008年起,我國風電行業進入逐年翻番式增長的快速上升通道,然而在風電場大規模擴張的同時,風電本地消納能力不足、調峰困難、輸送通道有限、產能過剩等問題逐步顯現。 2011年前后,風電行業步入低谷,“棄風限電”成為行業陣痛期的主題。

  在風電行業的低迷期,我省“危中搶機”,從2010年風電開發起步到2015年,全省風電累計并網裝機已達135萬千瓦,2015年全年發電量21億千瓦時,年等效利用小時數約1920小時。風電成為我省繼火電、水電、生物質發電之后的第四大電力資源。

  “坦白地講,受地理位置的限制,我省風能資源并不豐富。冬季來自北方的冷空氣南下,到達我省已是強弩之末,風力減弱明顯,夏季受海洋性季風的影響也較小,因此我省屬于典型的低風速區。 ”省能源局新能源處有關人士說。

  年平均風速鮮有超過6m/s的安徽,一度被風電行業視為“雞肋”,但如今,卻已有多達20家風電開發企業在此群雄逐鹿。

  “安徽低風速風電的發展是‘地上本沒有路,走的人多了,也便成了路’這句話的真實寫照!卑不正堅达L力發電有限公司總經理盛曉明深有體會。作為目前全球最大風電運營商,龍源集團也是國內開發低風速風電場的第一家,此舉不僅填補了安徽風電開發的空白,也帶動了國內低風速風電場的開發熱潮。

  在安徽龍源合肥總部的陳列室,風機安裝過程、風機模型、中國風力發電發展狀況……一部完整的風電發展史撲面而來。 “龍源之所以能成為低風速風電開發的拓荒者,與其具備前瞻性和專業性兩大特質密不可分!笔悦髡f,國內風電的大發展,導致“三北地區”風電基地項目扎堆建設,集團前瞻性地預見到“三北地區”后續可能出現風電上網“限電”危險,便緊扣“上山、下海、低風速”這三個風電發展的空白,居安思危再創業,其中,在開創低風速風電先河方面,就是在安徽來安建成國內首個大型低風速風電場。

  “當初我們也是抱著試試看的想法,要充分利用低風速區有限的風能資源,必須將就當地自然條件,提高發電能力,減少能源內耗,因此核心開發技術不可或缺!笔悦髂闷鹨粋風輪講解!盀楸3诛L輪始終對準風向以獲得最大功率,需要在風輪后面裝風速儀和風向標,風機機艙可以360度旋轉,實時跟蹤迎風面。 ”他接著說,“再比如,使用雙饋發電機,有定子、轉子雙套繞組,按照捕獲最大風能的要求,提高機組發電效率,優化風力機的運行性能,更容易實現并網操作及運行。 ”

  加長葉片,優化控制策略也成為不二選擇,相較于“三北地區”,安徽低風速地區的葉片目前已經發展到110米甚或121米。

  實踐證明,技術攻關能提升可用率。到2015年,安徽龍源在我省已建成6座大型低風速風電場,累計投產容量68.47萬千瓦,年均可利用小時數遠遠高于產能過剩、深受“棄風限電”困擾的“三北地區”。

  怎樣合理開發利用風能資源?

  1月12日午后,記者來到無為縣嚴橋鎮!斑@是我們華電福新無為風電項目1-3期風電場平面布局圖,目前一期二期已經建成并網發電,累計投產容量9.6萬千瓦,一年可利用小時數在2130小時左右。一期二期共48臺風機主要分布在周邊的山脊上,周圍居民較少,建設風電場對場區內生態環境影響較小。 ”華電福新安徽新能源有限公司副總經理張清遠介紹。

  沿著崎嶇曲折的山道攀登,半山腰上便是華電福新無為嚴橋風電場的升壓站。和全省其他風電場不同,這里是風格迥異的徽派建筑,粉墻黛瓦,院落里種滿了常青灌木。監控室里,每臺風機的風速、功率、風機狀態、日發電量等一目了然。 “我們的升壓站剛竣工不久,秉承節約化設計理念,與生活區嚴格分開。 ”公司負責人楊旺生說,他們在山腳下正謀劃建一座集中監控中心,建成后能把華電福新在全省每臺風機的運行狀態囊括在內,真正實現少人值守、集中監控的高效運作。

  隨著我省風電的快速發展,風電場對局部生態環境及自然景觀等影響也日益受到人們的關注!拔覀冿L電開發項目的一大亮點便是,嚴格執行環保設置與主題工程同時設計、同時施工、同時投入使用的‘三同時’。 ”楊旺生說。

  在連綿群山環抱中,一條平整寬闊的嶄新道路蜿蜒而上,直通華電福新在東山的風電開發現場!斑@條路是我們為了在山上施工修建的,投入2000多萬元,目前已經修建了將近四公里。 ”張清遠說,為了防止水土流失,他們在路兩側,再植上草皮。

  風力發電是國際上公認的技術最成熟、開發成本最低、最具發展前景的可再生能源之一。據安徽龍源統計,該公司目前投產項目近70萬千瓦,年減排二氧化碳130萬噸,二氧化硫7588噸,環保效益顯著。

  然而,風電行業面臨的挑戰也不容小覷。根據最新的陸上風電項目上網標桿電價調整政策,2016年、2018年四類資源區分別降低1分錢、2分錢。業內人士認為,風電上網電價下調對本身就屬低風速地區的安徽來說影響更為明顯。但長遠看,有利于整個市場的規范化。

  風電開發競爭愈演愈烈,省內適合風電開發的區域愈加有限!耙环矫尕巾氄訌娍茖W規劃,避免無序競爭,另一方面隨著在運營風電場的增多,更要提升公司生產運營管理水平,以期與規模的快速發展相匹配。 ”盛曉明說。

  據預測,2020年我省風電消納能力在1月份達到最小值約360萬千瓦,在8月份達到最大值約960萬千瓦,其余各月消納能力在740萬千瓦至930萬千瓦之間。記者從省能源局了解到,我省在制定風電發展“十三五”目標時,綜合考慮了可開發資源情況、電網消納能力、項目建設進度和技術進步、電價下降等因素,初步規劃到2020年并網風電裝機規模300萬千瓦以上。



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