风电机组的技术发展趋势

风电机组的技术发展趋势
风电机组的技术发展趋势

风电机组的技术发展趋势 1、单机容量持续增大,单位成本迅速下降。

风电机组的技术发展趋势 2、风机类型越来越多,控制技术越来越先进。

1.1风电场及变电站主要设备

由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、

控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。

(1) 风轮:由叶片和轮毂组成,是风力发电机组获取风能的关键部件。

(2) 传动系统:由主轴、齿轮箱和联轴节组成(直驱式除外)。

(3) 偏航系统:由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。

(4) 液压系统:由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。

(5) 制动系统:分为空气动力制动和机械制动两部分。

(6) 发电机:分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。

(7) 控制与安全系统:保证风力发电机组安全可靠运行,获取最大能量,提供良好的电

力质量。

(8) 机舱:由底盘和机舱罩组成。

(9) 塔架和基础:塔架有筒形和桁架两种结构形式,基础为钢筋混凝土结构。

变压器:利用电磁感应原理制成的一种静止的电气设备,将某种电压等级的交流电能转成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能。

(1)断路器:

作用:控制和保护,断路器除长期承受分断、关合负荷电流外,还可分断或关合短路电流;并具有一定的动、热稳定性。

分类:按其灭弧介质,可分油断路器、空气断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。

(2)负荷开关:

作用:控制电路,用来承受和分断、关合负荷电流,具有一定的动、热稳定性,但不能分断短路电流,在一定条件下,可以关合短路电流。

分类:按其灭弧介质,可分产气式负荷开关、压气式负荷开关、六氟化硫(SF6)负荷开关和真空负荷开关。负荷开关与熔断器组合使用,还可使其具有过电流

保护功能。

(3)熔断器:

作用:电路的过电流保护。

分类:分为户外式和户内式两种,户

外式为跌落式熔断器,户内式

为限流型熔断器。

(4)隔离开关:

作用:隔离电源的安全作用。隔离开关具有一定的动、热稳定性,但不可带负荷电流开断电路。隔离开关一般均配合断路器使用,隔离开关也可作接地开关用。

箱式变电所是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。

1、结构紧凑,占地少; 1、箱式变安装周期短,可比老式

2、安装方便,建造快速;土建配电室缩短一倍的时间;

3、投资省,效益高; 2、占地面积小,如一台老式变压

4、组合方式灵活;器的配电室占地在100m2以上,而

5、通用性互换性强;箱式变则仅需约30m2;

6、可靠性和安全性比较高; 3、投资省,不同型号的箱式变比

7、自动化程度高;配电室节省的资金不尽相同。

8、外形美观,易与环境协调。

风电场

在风能资源较好的范围内将风力发电机按一定布局方式,成群安装组成的向电网供电的群体。

风电场的发展

(1)地域逐渐扩大,最早在美国投建,逐渐发展到世界各地,包括丹麦,荷兰,德国,英国,中国等。

(2)容量逐渐增大。

风电场址选择

1.风力资源丰富,年平均风速6-7m/s以上。

2.风电场地区的盛行风向。

3.测量和收集预选风电场址的风况特性。

4.详细的气象环境情况。

5.有风电场地区的地貌,地形资料。

6.风电场址距公路较近,关系到风电设备的运输。

7.距电网较近,影响风电工程费用。

8.距居民有一定距离。

9.尽量减少对耕地的占用。

风电场机组布置基本原则

1 根据风向和风能玫瑰图,使风机间距满足发电量较大,尾流影响较小的原则

2 风电机组的布置应根据地形条件,充分利用风电场的土地和地形,恰当选择机组之间的行距和列距,尽量减少尾流影响,并结合当地的交通运输和安装条件选择机位.

3 考虑风电场的送变电方案、运输和安装条件,力求输电线路长度较短、运输和安装方便。不宜过分分散,便于管理,节省土地,充分利用风力资源。

风力发电机组尾流效应

风经过风电机组将部分动能转化为机械能,机械能转化为电能,从而使风速降低,对后面的风电机组发电量产生影响,即尾流效应。按基本原则布置风机时,风电场尾流影响使发电量减少约5%左右。

风电机组布置基本原则

1、当盛行主风向为一个方向或两个方向且相互为反方向时,风力发电机组排列一般为矩阵式分布。风力发电机组群排列方向与盛行方向垂直,前后两排错位。

2、当场地存在多个盛行方向时,风力发电机组排列一般采用“田”或圆形分布。

3、迎风坡上风机的排列。

4、风电场布置风电机组时,在行距(盛行风向)上要求机组间相隔5-9倍风轮直径,在列距(垂直于盛行风向)上要求机组间相隔3-5风轮直径。

风电场接入系统

风电机组根据风向玫瑰图确定风电场的主导风向,风电场内部的风电机组可以单排或多排布置。每组由3~8台集电变压器组成,每组台数是由其布置的地形情况和箱式变电所引出的线路载流量以及技术经济等因素决定的。风机机端变压器变比一般为690V/10kV,经集电线路汇集后,再经风电场升压变电站主变升压送至系统。根据风电场容量大小,送入系统电压等级可以分别为35kv、110kV、220kV。因此对每台风力发电机送入系统,要经过两级升压。

风电场内的风机就近升压主要有两种方式:

(a)采用两台或多台风力发电用一台机端变压器

(b)采用一台风力发电机接一台机端变压器

风电场内风力机组与变电站之间的连接有两种方式:直埋电缆、10kV架空线路

哪种方式电容大?

直埋电缆的电容较大,一般是架空线路的20~25倍,相当于在线路中并联了无功补偿设备,所以,对电缆集电线路等值时要计及所有集电线路的充电电容。而传输线路为架空线路时,低压架空线对地电容相对来说较小,一般不计。

架空线路投资低,但在风电场内需要条形或格型布置不利于设备检修,也不美观。采用直埋电力电缆敷设,虽然投资高,但风电场景观较好。

风-氢混合系统

氢的基本介绍

生产:水电解;分解富含氢的物质。

储存:压缩氢气;液态氢(-253摄氏度);金属氢(和其它金属生成合成物质,然后通过加热重新得到氢)在忽略传输损耗的情况下,电能-氢(电解)-电(燃烧驱动汽轮机发电)系统的效率在18-24 %。

风-氢混合系统将氢作为一个吸收多余风能的一个中间媒介,在可再生能源缺乏的时候释放能量。

1.4 大型风电场接入系统的连接方式和特点

大型风电场接入电力系统采用的主要方法:

交流接入方式适合于短距离风电场接入系统,技术较成熟、可靠性高,但需大量的无功补偿装置。

直流接入方式适用于中低压输配电、分布式发电高度的经济性、灵活性与可控性

交流输电方式

英文简称ASVC。

特点:

风电场和电网的频率需要一致;需要动态的无功补偿器;需要谨防电缆;电容和电网电抗之间产生谐振现象;电网故障影响风电场运行;固定资产投资低,但电缆投资昂贵,且电缆能量损失高。带一个风电场(40个风机)ASVC单元

注:为了调节有功和无功 , 需要采用双馈感应机(DFIG)和加集中的静止无功补偿器。

高压直流输电方式

英文简称HVDC; 是以全控型电力电子器件为基础的电压源型换流器(VSC)的柔性直流输电

技术。高压直流输电方式需大容量电力变换器 , 固定资产投资高;适合长距离输电;且与交流输电相比,其高容量的电缆投资和损失都带HVDC 输电的风电场比较小。

HVDC组网方式具有如下优点:

( 1 )用于大型风电场可简化结构,减少占地面积,显著降

低成本。

( 2 )多端直流系统结构灵活,易于扩充新的机组。

( 3 )采用直流母线缓冲风能可减小风力不确定性的影响。

( 4 )单点并网方式更利于分布式电力系统的稳定运行。

( 5 )网侧 VSC不但传递有功,还可以根据系统需要提

供无功,可明显改善电网侧电能质量。

( 6 )适于采用直流输电向电网中心输送风能,尤其是对于

极具前途的海上离岸式风电场更具优势。

太阳能热发电

将太阳辐射热能转换成高温蒸汽,并驱动蒸汽轮机发电。

与传统火电类似,电能质量优秀。

得益于廉价储热技术的应用,是一种电网友好型的发电方式。

稳定性、可靠性和可调度性都较光伏发电好。

太阳能光伏发电

利用“光生伏打效应”,直接将太阳辐射能转换为电能。

具有结构简单、建设周期短、维护简单、降价速度快、无噪声等优点

目前已得到了大力发展,分布式太阳能发电主要采用光伏发电。

能量存储困难,电能质量差,稳定性差。

分布式太阳能光伏电站优点(与大型(集中)电站比较)

大型集中电站对当地资源要求高,占用土地多,分布式电站相对资源条件要求低,不需要占用很多土地,可见缝插针

大型电站运输、安装十分繁琐,费用高,而分分布式相对安装方面集中电站投资巨大,分布式电站投资可大可小

集中电站必须解决上网电力传输问题,分布式电站可在低压侧并网,且可以就地发电、就地上网、就地消耗,实现就近供电,不需要长距离输送,也减少了线路损耗;不必配备储能装置,节省投资,电站电力可以全部得到应用,在电网供电紧张时缓解了用电压力。

国内风电机组的技术来源

国内风电机组的技术来源 链接:https://www.360docs.net/doc/5e685828.html,/tech/22894.html 国内风电机组的技术来源 根据对国内正在制造和生产的风电机组的调查分析,其主要技术来源大致可分为以下五类: 第一类:引进国外的设计图纸和技术,或者是与国外设计技术公司联合设计, 在国内进行制造和生产。象金风科技引进的1.2MW. 1.5MW直驱风电机组,现在已在国内大批量生产和供货。还有浙江华仪、广东明阳、国电联合动力的1.5MW双馈风电机组,重庆海装、上海电气的2MW双馈风电机组等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已经下线。 第二类: 购买国外成熟的风电技术,在国内进行许可生产。象金风科技和浙江运达的754kW定桨距风电机组,华锐风电、东方汽轮机的1.5MW的双馈风电机组,都在国内成功大批量生产并实现产业化,这些机组是国内的主力机型。还有重庆海装的850kW,保定惠德、武汉国测、吴忠仪表的1MW,上海电气的1.25MW,北重的2MW等都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品已经批量生产。 第三类: 与国外公司合资,引进国外的成熟技术在国内进行生产。象航天安迅能、恩德风电的1500kW双馈风电机组,在国内已成功生产并实现产业化。还有湘电风能、瑞能北方的2000kW等公司都是采取这种方式引进的,现在这些公司的产品有的已经批量生产,有的样机已投入试运行。 第四类: 国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业,将其成熟的设计制造技术,在国内进行生产。象歌美飒风电的850kW 、苏司兰的1250kW、通用电气的1500kW、维斯塔斯的2000kW机组都是采取这种方式进行生产的,目前已经投入大批量生产。 第五类: 采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术,在国内进行生产的风电机组。例如:沈阳华创、江苏新誉、浙江运达、三一重工开发的1.5MW机组,上海万德的1.5MW机组都是采取这种方式进行生产的。目前,沈阳华创、江苏新誉、浙江运达开发的1.5MW双馈风电机组都已经投入批量生产,并在风电场进行运行。 原文地址:https://www.360docs.net/doc/5e685828.html,/tech/22894.html 页面 1 / 1

2017年山东省风力发电行业发展前景预测

▄前言 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等,为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场,但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代,不但要了解自己现状,还要了解对手动向,更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说,行业研究报告的核心内容包括以下五方面:

▄报告信息 ?【出版日期】2016年7月 ?【交付方式】Email电子版/特快专递 ?【价格】纸介版:7000元电子版:7200元纸介+电子:7500元?【文章来源】https://www.360docs.net/doc/5e685828.html,/ ▄报告目录 第一章风能资源的概述 第一节、风能简介 一、风能的定义 二、风能的特点 三、风能的密度 四、风能利用的主要方式 第二节、中国的风能资源与利用 一、中国风能资源的形成及分布 二、中国风能资源储量与有效地区 三、中国风能开发应用状况 四、风能开发尚不成熟 第三节、风力发电的生命周期 一、生命周期 二、风力发电机组组成 三、各阶段环境影响分析 四、综合分析与比较 第二章2014-2016年中国风力发电产业的发展

第一节、2014-2016年全球风力发电的总体分析 一、世界风力发电产业概况 二、全球风电产业发展态势 三、世界各国积极推进风电发展 四、欧盟风电产业发展状况 五、全球风电市场预测 第二节、2014-2016年中国风电产业的发展综述 一、我国风电产业发展回顾 二、中国风电产业日益走向成熟 三、2014年风电市场持续扩张 四、2015年风电产业运行状况 五、2016年风电产业发展形势 第三节、中国风力发电产业发展面临的问题 一、风电产业繁荣发展下存在的隐忧 二、中国风电产业发展存在硬伤 三、国内风电发展面临的困难 四、阻碍风电产业发展的制约因素 五、风电产业突破瓶颈仍有待时日 第四节、中国风力发电产业的发展策略 一、中国风电产业的出路分析 二、推进我国风电市场发展的措施 三、改善产业环境加快风电发展步伐 四、风电发展应坚持研发与引进相结合 五、技术进步是推动风电发展的动力

我国大型风电机组技术发展情况

截至2013年底,国内约30家大型风电机组整机制造企业已向国内外风电市场提供了合格的大型风电机组整机产品。2013年在我国风电场建设中,国产风电机组的市场占有率达到94%,大幅超过外资企业。其中,在国内新增总装机占比中,金风科技的份额最大,占23.31%;联合动力第二,占9.25%;广东明阳第三,占7.99%。通过对我国大型风电机组发展情况的分析,归纳出我国大型风电机组技术主要呈现如下特点。 1 水平轴风电机组是主流 水平轴风电机组的应用已近100年。由于水平轴风电机组的风轮具有风能转换效率高、传动轴较短、控制和制动技术成熟、制造成本较低、并网技术可靠等优点,近年来大型并网水平轴风电机组得到快速发展,使大型双馈式和直驱永磁式等水平轴风电机组成为国内大型风电场建设所需的主流机型,并在国内风电场建设中占到100%的市场份额。 2 垂直轴风电机组有所发展 大型垂直轴风电机组因具有全风向对风、变速装置及发电机可置于风轮下方或地面等优点。近年来相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展,单机试验示范正在进行,在美国已有大型垂直轴风电机组在风电场运行,但在我国还无垂直轴风电机组产品在风电场成功应用的先例。 3 风电机组单机容量持续增大 近年来,国内风电市场中风电机组的单机容 我国大型风电机组技术发展情况 中国农业机械化科学研究院 ■ 沈德昌 量持续增大,2012年新安装机组的平均单机容量达1.65 MW , 2013年为1.73 MW 。2013年我国风电场安装的最大风电机组为6 MW 。 随着单机容量不断增大和利用效率的提高,国内主流机型已从2005年的750~850 kW 增加到2014年的1.5~2.5 MW 。 近年来,海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。我国华锐风电的3 MW 海上风电机组已在海上风电场批量应用。3.6、4、5、5.5、6和6.5 MW 的海上风电机组已陆续下线或投入试运行。目前,华锐、金风、联合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机、广东明阳和太原重工等公司都已研制出5~6.5 MW 的大容量海上风电机组产品。 4 变桨变速功率调节技术得到全面应用 由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全高效等优点,近年在大型风电机组上得到广泛应用。结合变桨距技术的应用及电力电子技术的发展,大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术,并开发出变桨变速风电机组,在风能转换效率上有了进一步完善和提高。从2012年起,国内定桨距并网风电机组已停止生产,在全国安装的风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。2 MW 以上的风电机组大多采用3个独立的电控调桨机构,通过3组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。 5 双馈异步发电技术仍占主导地位 外资企业如丹麦V estas 公司、西班牙Gamesa 收稿日期:2014-11-27 通信作者:沈德昌 ,男,研究员,中国农业机械化科学研究院。shendc06@https://www.360docs.net/doc/5e685828.html,

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋 势 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ; current situation ; developing trend 0 引言 风电古老而现代,但之所以到近代才得以发展,是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在:(1)风本身随机性大且不稳定,对其资源的准确测量与评估存在误差;(2)风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化,设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统,并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难;(3)风为间歇式能源,有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化,在与电网连接时,需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外,在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状

现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备,通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置,用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。 率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式( Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF)和变速恒频发电方式(Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF)两种。 恒速恒频发电方式,概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”,常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时,风力机保持恒速运行,转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化,功率系数C p不可能保持在最佳值,不能最大限度地捕获风能,效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机(双馈异步发电机或低速永磁同步发电机)”,采用变桨距结构,启动时通过调节桨距控制发电机转速;并网后,在额定风速以下,调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能;在额定转速以上,采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠,但其发电效率较低,而且由于机械承受应力较大,相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应 力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出,采用

风电发展趋势

一、世界风电产业发展的总趋势 世界能源消耗量的持续增加,使全球范围内的能源危机形势愈发明显,缓解能源危机、开发可再生能源、实现能源的可持续发展成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,全球范围内的巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向。 1、世界风电装机容量发展迅猛 基于美国、德国、法国、丹麦等发达国家对发展风能的高度关注,以及积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施极大地推动了世界风电产业的发展。据全球风能协会(GWEC)公布的1995-2009年统计数据,比较详实地揭示了世界风电装机容量的增长趋势。截至2006年底,世界风电装机新增装机容量为15. 197 GW(吉瓦,相当于103兆瓦),同比2005年增长31.8%, 1995年以来平均年增长27.24%:世界风电装机累积容量己达74.223 GW,同比2005年增长25.6%, 1995年以来平均年增长28.35%.最近GWEC数据显示:2007年世界新增风电装机容量为20.073 GW, 2008年新增装机容量超过27. 00 GW, 2009年新增装机容量为36. 5 GW,累计风电装机容量已逾150. 00 GW。 2、欧洲引领世界风电产业的发展 20世纪90年代起,欧洲制定了《风电发展计划》,确立了风电发展目标:2010年风电装机容量达到40 GW,并要求其成员国基于此发展目标制定本国的发展目标与计划。在德国、西班牙和丹麦等国推动下,风电在欧洲大多数国家得到了快速的发展。 3、风电已成为世界主要替代能源之一

风电叶片制造工艺现状及我国目前市场格局

风电叶片制造工艺现状及我国目前市场格局 目前国外风机叶片大量采用复合材料制造,并向大型化、低成本、高性能、轻量化、多翼型和柔性化方向发展。而国内的风机叶片起步晚,离高性能叶片的要求有一定的距离。目前国外大的风力机叶片厂家已积极抢滩中国,如LM、Vestas、Gamesa以及Suzlon等均已入驻天津,就地生产叶片,占据了很大的市场份额。国内的主要厂家如中复连众、保定惠腾等均有引进技术。国家对可再生清洁能源的支持,加快了风力发电的发展速度,也为我国的大型复合材料叶片开发提供了一个不可多得的发展机遇。面临着巨大的市场需求和强劲的国际竞争,我国大型复合材料叶片有着巨大的发展机遇与挑战。 风电叶片制造工艺发展现状 传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造。手糊工艺的主要特点在于以手工劳动为主,简便易行、成本低,但效率亦低、质量不稳定且工作环境差,多用于中小型叶片的成形。因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大,生产效率低,而且产品质量均匀性波动较大,产品的动静平衡保证性差,废品较高。特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片,还往往需要黏接第二次加工,黏接工艺需要黏接平台或型架以确保黏接面的贴合,生产工艺更加复杂和困难。 叶片最新发展的成型方法是RTM,即树脂转移模塑成型法。将纤维预成型体置于模腔中,然后注入树脂,加温加压成形。RTM是目前世界上公认的低成本制造方法,发展迅速,应用广泛。应该指出的是RTM是该法的一个总称,其中可有多种分支。生产大型叶片多用的是VARTM和SCRIMP法。VARTM即真空辅助RTM一边抽真空一边注入树脂,此时只用单面模具,另一面用真空袋。SCRIMP即西曼复合材料熔塑成形法,为美国人西曼所发明,仅需单面模具且要求简单,另一面亦为真空袋,适用于制造大型复杂制件。TPI Composites公司已用该法制造了30m长的叶片。Vestas公司和Gamesa公司都采用了预充填的方法,该方法将预充填层切裁成合适的尺寸并放进上、下模段中,一个空心的翼梁也被分层覆盖在一个芯轴柄上。塑料薄膜被铺在三个模型之上,并利用真空法将多层纤维压缩在一起并挤走任何隐蔽的气泡。在真空状态时将模型加热到120 ℃,环氧树脂聚合物将变成黏度非常低的材料,空气释放有助于预充填层固紧在一块,几分钟后,升温使环氧树脂聚合物固化,固化之后,将塑料薄膜移走,将叶片部件黏合成一体。 随着叶片技术的发展,热塑材料得到了应用。LM Glasfibre公司用玻璃钢、碳纤维和热

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ; current situation ; developing trend 0 引言 风电古老而现代,但之所以到近代才得以发展,是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在:(1)风本身随机性大且不稳定,对其资源的准确测量与评估存在误差;(2)风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化,设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统,并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难;(3)风为间歇式能源,有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化,在与电网连接时,需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外,在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状 现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备,通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置,用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。

率曲线比较 长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式( Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF)和变速恒频发电方式(Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF)两种。 恒速恒频发电方式,概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”,常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时,风力机保持恒速运行,转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化,功率系数C p不可能保持在最佳值,不能最大限度地捕获风能,效率低。 变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机(双馈异步发电机或低速永磁同步发电机)”,采用变桨距结构,启动时通过调节桨距控制发电机转速;并网后,在额定风速以下,调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能;在额定转速以上,采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。 前者结构简单、运行可靠,但其发电效率较低,而且由于机械承受应力较大,相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出,采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速,使之始终在最佳转速上运行,捕获最大风能[2]。 2 风力发电技术发展趋势

我国风力发电现状及发展趋势

我国风力发电现状及发展趋势 摘要:随着环境和能源问题的日益严峻,可再生能源的开发,尤其是风力发电技术已被国家政 府所重视。本文概述了风力发电的基本现状,分析了风电在国内外的发展状况、主要面临的问 题及其解决途径和发展前景。 关键词:风力发电;现状;发展趋势 1.风力发电概述 众所周知, 可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。其中, 风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求[1]。据中国气象科学研究院估算,在中国,10m 高度可开发的风能为10亿kW 以上(陆地2.5亿kW ,海上7.5亿kW )[2]。 在石油、天然气等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃烧导致大气污染、酸雨和温室效应加剧的现实面前, 风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一已受到广泛重视[3]。 2.风力发电原理风力发电机的分类 2.1.风力发电原理 力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。风吹动风力机叶片旋转, 转速通常较低, 需要齿轮箱增速, 将高速转轴连接到发电机转子并带动发电机发电, 发电机输出端接一个升压变压器后连接到电网中。典型的风力发电系统包括风力机(叶片、轮毅等部分)及其控制器、转轴、换流器、发电机及其控制器等。风速、作为风力机及其控制器的输入信号, 风力机控制器将风速与参考值进行比较, 向风力机输出桨距角信号, 调整输出机械转矩T 和机械功率 。转轴输出的机械功率输入到发电机中, 发电机的输出功率经过换流器输送到变压器中, 最终输送至电网。 风能的表达式为: 32 1νρts E = (式1-1) 式中:s —单位时间内气流流过截面积(m 2) ρ—空气密度(kg/m 3) v —风速(m/s)

风力发电机的基础知识

风力发电机的基础知识 一、风的认知 从某一个角度讲,风是太阳能的一种表现形式。 1.风的成因: ①地球的自转 ②温差: 地球表面的不同状态对太阳的吸热系数以及放热系数不同从而造成空气之间温度的差异,而导致风的形成。(如水面比地面的吸热慢,放热也慢)。 2.风的运动轨迹 风在遇到障碍物后,都会形成湍流。 二、风力发电机 风力发电机是一种将风能转换为电能的一种发电装置,实现风能转换成机械能,再由发电机把机械能转换成电能的过程。 1.风力发电机的技术原理 三相三相不控桥整流蓄电池 (1)发电机为三相(即三根线),输出三相应该是相互导通的,两根引出线的电阻是相同的,任意两根线一打是会出现火花。 (2)12V蓄电池充满电之后,电压会上升,一般蓄电认为电池充满在13.8V~14.5V之间。用风力充电,蓄电池电压都会高,1.1V~1.3V为额定电压,多种蓄电池工作状态选择是不一样的。10.2V切入逆变器。 发电机频率的监控,控制器增加监控点,电压信号选择保护。 2.风力发电机实际上是一个由风机叶片、发电机及尾舵组成的机组。 (1)最理想的叶片 叶片扫风面积越大,接受风能则越大。叶片侧面叶型的不同设计,可提高转速,减小阻力。 叶片理论极限值CP(max)=0.593 P∝SρO3 *cp (目前,大风机叶片实际做出来最理想的CP值为0.48,小风机为0.48~0.36,而HY系列的叶片CP值可做到0.42。) (2)高效能的发电机 发电机效率: 大型发电机0.95 小型发电机0.6~0.5 整机转化效率:整机转化效率= 气动效率(CP值) * 发电机效率 三、风力发电机的特点 风是一种随机能源,我们要利用风能发电,便要捕捉风能。而风能可以无限大,在这种特性下,如果不作限速,即使再优良的风机也会被损 坏。现在风机一般利用于发电的,都是在3M/S~60M/S输出空间。 一般采用以下几种限速装置: (1)变浆距(离心变浆距) 这是目前较先进的叶片控制方式,当大风来时,调型叶片,形成阻力,使风能大部分消耗在叶尖,限制能量输出。 (2)折尾 (3)机头上昂(或上侧昂):风大时向上推动,避让风。 以上三种叶片控制方式均有可靠性较差、较容易磨损风机相关部件的缺点。

风电机组的技术发展趋势

风电机组的技术发展趋势 1、单机容量持续增大,单位成本迅速下降。 风电机组的技术发展趋势 2、风机类型越来越多,控制技术越来越先进。 1.1风电场及变电站主要设备 由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、 控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。 (1) 风轮:由叶片和轮毂组成,是风力发电机组获取风能的关键部件。 (2) 传动系统:由主轴、齿轮箱和联轴节组成(直驱式除外)。 (3) 偏航系统:由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。 (4) 液压系统:由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。 (5) 制动系统:分为空气动力制动和机械制动两部分。 (6) 发电机:分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。 (7) 控制与安全系统:保证风力发电机组安全可靠运行,获取最大能量,提供良好的电 力质量。 (8) 机舱:由底盘和机舱罩组成。 (9) 塔架和基础:塔架有筒形和桁架两种结构形式,基础为钢筋混凝土结构。 变压器:利用电磁感应原理制成的一种静止的电气设备,将某种电压等级的交流电能转成频率相同的另一种或几种电压等级的交流电能。 (1)断路器: 作用:控制和保护,断路器除长期承受分断、关合负荷电流外,还可分断或关合短路电流;并具有一定的动、热稳定性。 分类:按其灭弧介质,可分油断路器、空气断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。 (2)负荷开关: 作用:控制电路,用来承受和分断、关合负荷电流,具有一定的动、热稳定性,但不能分断短路电流,在一定条件下,可以关合短路电流。 分类:按其灭弧介质,可分产气式负荷开关、压气式负荷开关、六氟化硫(SF6)负荷开关和真空负荷开关。负荷开关与熔断器组合使用,还可使其具有过电流 保护功能。 (3)熔断器: 作用:电路的过电流保护。 分类:分为户外式和户内式两种,户 外式为跌落式熔断器,户内式 为限流型熔断器。 (4)隔离开关: 作用:隔离电源的安全作用。隔离开关具有一定的动、热稳定性,但不可带负荷电流开断电路。隔离开关一般均配合断路器使用,隔离开关也可作接地开关用。 箱式变电所是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。 1、结构紧凑,占地少; 1、箱式变安装周期短,可比老式 2、安装方便,建造快速;土建配电室缩短一倍的时间; 3、投资省,效益高; 2、占地面积小,如一台老式变压 4、组合方式灵活;器的配电室占地在100m2以上,而 5、通用性互换性强;箱式变则仅需约30m2;

风电发展趋势

风电发展趋势 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-

一、世界风电产业发展的总趋势 世界能源消耗量的持续增加,使全球范围内的能源危机形势愈发明显,缓解能源危机、开发可再生能源、实现能源的可持续发展成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,全球范围内的巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向。 1、世界风电装机容量发展迅猛 基于美国、德国、法国、丹麦等发达国家对发展风能的高度关注,以及积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施极大地推动了世界风电产业的发展。据全球风能协会(GWEC)公布的1995-2009年统计数据,比较详实地揭示了世界风电装机容量的增长趋势。截至2006年底,世界风电装机新增装机容量为15. 197 GW(吉瓦,相当于103兆瓦),同比2005年增长%, 1995年以来平均年增长%:世界风电装机累积容量己达 GW,同比2005年增长%, 1995年以来平均年增长%.最近GWEC数据显示:2007年世界新增风电装机容量为 GW, 2008年新增装机容量超过27. 00 GW, 2009年新增装机容量为36. 5 GW,累计风电装机容量已逾150. 00 GW。 2、欧洲引领世界风电产业的发展 20世纪90年代起,欧洲制定了《风电发展计划》,确立了风电发展目标:2010年风电装机容量达到40 GW,并要求其成员国基于此发展目标制定本国的发展目标与计划。在德国、西班牙和丹麦等国推动下,风电在欧洲大多数国家得到了快速的发展。 3、风电已成为世界主要替代能源之一 步入21世纪,在《欧洲风能发展计划》的引领下,世界风电产业得到了巨大的发展。截至2009年底,在世界38个主要国家地区中,德国、美国、西班牙、印度、中国、丹麦等6个国家年度风电新增装机容量已超过GW:在世界风电累积装机容量中,德国、

国内外风电叶片技术现状与发展

国内外风电叶片技术现状与发展 一、叶片朝大型化、轻量化、高效率方向发展 二、可选择的复合材料原材料品种多样 1、叶片用树脂基体 1)不饱和聚酯树脂工艺性良好,价格低,在中小型叶片的生产中占有绝对优势,但固化时收缩率大,放热剧烈,成型时有一定的气味和毒性。 2)环氧树脂具有良好的力学性能,耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性,是目前大型风电叶片的首选树脂,缺点是成本较高。 3)乙烯基树脂性能介于二者之间,目前在大型叶片中应用较少,随着各厂家对成本的要求越来越高,乙烯基树脂可能会进入兆瓦级叶片的选材。 2、叶片用增强材料

3、碳纤维材料在大型叶片中具有较好的应用前景 采用碳纤维,可增加叶片临界长度,提高叶片刚度,减轻叶片重量。研究也表明,添加碳纤维所制得的风机叶片质量比玻璃纤维的轻约30%,以目前的成本估算,成本增加可控制在3 0%以内。 4、碳纤维在叶片中应用的主要部位 碳纤维在风电叶片中应用实例

公司产品技术状态 Gamesa GAMESA在其直径为87米、90米叶轮的叶片制造中包含了碳纤维。 LM 61.5米叶片采用了玻纤/碳纤维混杂复合材料结构,在横梁和翼缘等要求较高的部位使用碳纤维作为增强材料,单片叶片质量达17.7 t。 Vestas VESTAS V-90型 风力机3.0MW 叶片长44m,其样品试验采用了碳纤维制造。 Vestas为V903.OMW机型配套的44m系列叶片主梁上使用了碳纤维, 叶片自重只有6t,与V802MW,39m叶片自重一样。 GE 7MW GE公司的7MW机组研发,将使用碳纤维NEG Micon 40m叶片40米的叶片中采用了碳纤维增强环氧树脂 Nordex Rotor 44m叶片 56m叶片 44 m长CFRP叶片质量为9.6t, 可用于2.5 MW的风电机组。此外, 还开发了56 m长的CFRP叶片,他们认为叶片超过一定尺寸后,碳纤 维叶片的制作成本并不比玻纤的高。 Repower 5MW叶片转轮直径126米,该叶片由碳纤和玻纤混杂而成,单个叶片重量达18吨,可用于海上及陆地使用。 NEG Micon 40米叶片碳纤维增强环氧树脂的40米叶片 kirkldand 和TPI Composites公司合作,发展碳纤维风机叶片,以求得最大的能量获得,同时减轻风机的负载。制造和测试证明了先进碳纤维混编设计叶片的商业化可行性。 5、叶片材料的新发展——热塑性复合材料应用 *与环氧/玻纤复合材料大型叶片相比较,若采用热塑性复合材料叶片,每台大型风力发电机所用的叶片重量可降低10%,抗冲击性能大幅度提高,制造成本至少降低1/4,制造周期至少降低1/3,且可完全回收和再利用。 *爱尔兰Gaoth风能公司与日木三菱重工及美国Cyclics公司正在探讨如何共同研制低成本热塑性复合材料叶片。 *LM G1asfibre公司正开展此项研究,目的是用玻璃钢、碳纤维和热塑材料的混合纱丝制造叶片,这可能会使叶片的生产时间缩短50%。 *安全快捷地制造“绿色”的复合材料叶片正期待着复合材料叶片制造商去实现。 三、叶片设计技术不断进步 叶片设计分为气动设计和结构设计两大阶段,通常这两阶段不是独立的,而是一个迭代的过程。风轮叶片的优化设计要满足的目标: 年输出功率最大化;最大功率限制输出;振动最小化和避免出现共振;材料消耗最小化;叶片结构满足适当的强度要求和刚度要求;保证叶片结构局部和整体稳定性。 1、翼型是叶片设计的基础

风力发电机机组基础预算

风力发电机机组基础预算

目录 引言 750KW风力发电机组基础土建工程 750KW风力发电机组基础电气工程 750KW风力发电机组基础预算书 750KW风力发电机组基础单位工程预表750KW风力发电机组基础单位工程费用表汇总表 总结

关键词: 施工图预算:施工图预算是指一般意义上的预算,指当工程项目的施工图设计完成后,在单位工程开工前,根据施工图纸和设计说明、预算定额、预算基价以及费用定额等,对工程项目所应发生费用的较详细的计算。它是确定单位工程、单项工程预算造价的依据;是确定招标工程标底和投标报价,签订工程承包合同价的依据;是建设单位与施工单位拨付工程款项和竣工决算的依据;也是施工企业编制施工组织设计、进行成本核算的不可缺少的文件。 单位工程:单位工程指具有独特的设计文件,独立的施工条件,但建成后不能够独立发挥生产能力和效益的工程。 直接工程费:直接工程费是指施工企业直接用与施工生产上的费用。它由直接费、其他直接费和现场经费组成。 间接费:间接费是指施工企业用与经营管理的费用,它由企业管理费、财务费用和其他费用组成。

风力发电机机组主要包括:机舱(主机)、叶轮、塔架、基础、控制系统等等。风力发电机机组基础是风力发电机重要组成成分之一,一般陆地风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价16%左右;海上风电场风力发电机机组基础占风力发电机总造价25%左右。 风力发电机机组基础的外型为正八边形,一般是依据地质报告和冻土层深度可分为三种基础:标准基础、深基础、加深基础。 风力发电机机组基础预算计算主要包括:挖基坑、回填土、自卸汽车运土、混凝土基础垫层、钢筋、现浇砼独立基础。 以新疆达坂城风电三场一期30MW项目工程750KW机组基础预算工程量计算为例:

日本漂浮式风电技术现状及未来发展方向

中国港湾建设Status and future development direction of Japan floating wind turbine theology WU Shao-bo,YIN Hai-qing,ZHANG Kai-hua,SHI Bei-ling (CCCC Third Harbor Engineering Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China )Abstract :Floating wind turbine (FWT)is the significant direction of offshore wind power development in the future.The maritime zone of Japan is relatively large and wind resource is abundant,the research of FWT had been carried out very early in Japan.Since the Fukushima nuclear power plant disaster in 2011,Japan decided to abandon its nuclear program,and turned its attention to FWT.At present,many FWT prototypes had been installed and put into operation,and achieved good economic results.In this paper,we discussed the development of FWT in Japan,the current key projects,the innovative technology and the future development direction.The research,design and construction of FWT in Japan is in the forefront of the world,and its technology can provide a good reference for the development of FWT in China.Key words :floating wind turbine;floating substation;downwind turbine;hydraulic wind turbine 摘要:漂浮式风电是未来海上离岸风电的重点发展方向。日本海域面积大,风资源丰富,漂浮式风电起步较早,受福岛核电站爆炸事故影响,日本决意弃核,转而大力发展漂浮式风电,目前已建成多座漂浮式风机的样机并投入运行,取得了良好的经济效益。文章对日本漂浮式风电的发展概况、目前已实施的重点项目及其创新技术和未来的发展方向进行论述。日本在漂浮式风电的研究、设计、施工走在了世界前列,其技术可为我国漂浮式风电发展提供良好的参考借鉴作用。 关键词:漂浮式风电;浮式升压站;下风向风机;液压风机 中图分类号:TM614文献标志码:A 文章编号:2095-7874(2017)06-0108-07 doi :10.7640/zggwjs201706024 收稿日期:2016-11-02作者简介:伍绍博(1985—),男,湖北黄冈人,工程师,船舶海洋工 程专业。E-mail :shaobo.wu@https://www.360docs.net/doc/5e685828.html, 日本漂浮式风电技术现状及未来发展方向 伍绍博,尹海卿,张开华,时蓓玲 (中交第三航务工程局有限公司,上海200032) 第37卷第6期2017年6月Vol.37No.6 Jun.20170引言 日本拥有全球第六大海域面积,是风资源非 常丰富的国家,根据日本官方测算,日本的风能 储量为1880GW ,其中,280GW 为陆上风电, 余下1600GW 全部在水深大于100m 的海上 (图1),这部分风机必须全部采用漂浮式。 按目前技术水平,日本的1600GW 的离岸 风资源中,378GW 是技术上可行的,如果考虑电 网的需求和能力等限制因素,有96GW 是商业和 图1日本海上风力分布Fig. 1Offshore wind force distribution in Japan

欧洲风电发展现状以及对我国的启示

欧洲风电发展现状以及对我国的启示 欧盟是世界最主要的经济共同体之一,目前有25个成员国,总面积约为397万平方公里,人口约4.6亿。2006年,欧盟国民生产总值为10.8万亿欧元,居世界首位,能源消耗总量17.47亿吨油当量,其中石油、天然气、核能和可再生能源等优质能源约占83%,煤炭等固体能源占17%,能源对外依存度为64%。为了保障能源安全、实现能源来源多元化,并应对气候变化,欧盟积极发展可再生能源,大幅度提高能源利用效率。自1990年以来,在保持经济持续稳定增长的同时,实现了能源消耗的缓慢增长,至2006年间,GDP年均增长速度2%,能源消费增长0.83%,15年能源消费总量仅增加了约2亿吨油当量,并且通过改善能源结构,使吨油当量能源消费的二氧化碳排放量由1990年的2.43吨下降到2004年的2.21吨。欧盟能源结构的有效改善与其大力发展可再生能源密切相关,到2006年,欧盟可再生能源开发利用总量占其能源消费总量的比例已达到6.3%。风电在欧盟可再生能源中占据了主导地位,2005年欧盟风电装机容量达到了4000多万千瓦,提前5年实现了2010年风电装机4000万千瓦的发展目标。2006年风电新增装机容量在全部新增发电装机容量的比例达到了30%以上,仅次于天然气发电的新增容量,累计风电装机容量已达到4855万千瓦,占世界风电装机总容量的65%。这些指标充分证明欧盟已成为世界风电发展的领头雁。 一、风电已成为主要替代能源 早在上世纪九十年代初,欧盟就提出了大力发展风电的计划和目标,即:2010年风电装机容量达到4000万千瓦,并且要求其成员国根据这一发展目标制定本国的发展目标与实施计划。在丹麦、德国和西班牙等国的带动下,风电在欧盟大多数国家得到了发展,到2006年底,欧盟已有7个国家风电装机容量超过了100万千瓦,在世界风电装机容量前10名的国家中,欧盟成员国占了7个。2006年风电装机容量和发电量占欧盟25国总装机容量和发电量的比例达到5.4%和3%,其中丹麦风电装机容量和发电量占该国总发电装机容量和发电量的比例分别为25%和 20%、德国为17%和7%,西班牙为15%和6%。2006年,在欧盟新增发电装

风电行业现状及发展前景简化

风电行业现状概要及发展前景 一、风电产业总体发展现状 风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视,全球风力资源的储约53万亿千瓦时/年,理论上只要能开发出50%的风力资源就可满足全球的电力能源需求。2010年底,全球风电总装机容量达1.99亿千瓦,发电量超过4099亿千瓦时,占世界电力总发电量的1.92%。目前,世界上有100多个国家开始发展风电,欧盟、美国和中国风电市场现阶段左右着世界风电发展的大局。目前风电累计装机位于前10名的国家分别是:美国,中国,德国,西班牙,印度,意大利,法国,英国,葡萄牙,丹麦。2010年新增装机位于前10名的国家分别是:中国,美国,西班牙,德国,印度,意大利,法国,英国,加拿大,葡萄牙。 中国风能储量很大、分布面广,开发利用潜力巨大。与目前风电五大国相比较,我国的风电资源与美国接近,远远高于印度、德国、西班牙,属于风能资源较丰富的国家。“十一五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。从2005年开始,中国的风电总装机连续5年实现翻番。2006年1月1日,《可再生能源法》正式颁布实施。此后,国家又陆续出台了一系列配套政策法规,为风电产业的电网接入、电量收购、电价分摊和结算等方面提供了法律保障。特别是2009年出台的《关于完善风力发电上网电价政策的通知》,规定按照四大风能资源区统一执行标杆上网电价,消除了招标电价和审批电价的不确定性,增强了发电企业投资风电的信心。截至2010年底,中国全年风力发电新增装机达1600万千瓦,累计装机容量达到4182.7万千瓦(《可再生能源中长期规划》中2020年3000万千瓦的风电装机目标也在2010年提前实现)。 未来风电发展趋势中国政府把大力发展新能源作为应对气候变化和

风电叶片的发展历程

风电叶片的发展历程 叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。恶劣的环境和长期不停地运转,对叶片的要求有:比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能,能经受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验;叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常,传递给整个发电系统的负荷稳定性好;耐腐蚀、紫外线照射和雷击的性能好;发电成本较低,维护费用最低。 为满足上述要求,提高机组的经济性,叶片的尺寸增大可以改善风力发电的经济性,降低成本。叶片长度从1980年的4.5m发展到今天的61.5m,容量从当初的55kW发展到今天的5MW。1970年的风力机叶片主要有钢材、铝材或木材制成,今天选择的材料以E-玻纤增强塑料(GFRP)居多,目前已开始采用碳纤维复合材料(CFRP),叶片材料的开发顺应了叶片大型化和轻量化的方向发展。 叶片发展的几个阶段: 1)、木制叶片及布蒙皮叶片 近代的微、小型风力发电机也有采用木制叶片的,但木制叶片不易做成扭曲型。大、中型风力发电机很少用木制叶片,采用木制叶片的也是用强度很好的整体木方做叶片纵梁来承担叶片在工作时所必须承担的力和弯矩。 2)、钢梁玻璃纤维蒙皮叶片 叶片在近代采用钢管或D型型钢做纵梁,钢板做肋梁,内填泡沫塑料外覆玻璃钢蒙皮的结构形式,一般在大型风力发电机上使用。叶片纵梁的钢管及D型型钢从叶根至叶尖的截面应逐渐变小,以满足扭曲叶片的要求并减轻叶片重量,即做成等强度梁。 3)、铝合金等弦长挤压成型叶片 用铝合金挤压成型的等弦长叶片易于制造,可连续生产,又可按设计要求的扭曲进行扭曲加工,叶根与轮毂连接的轴及法兰可通过焊接或螺栓连接来实现。铝合金叶片重量轻、易于加工,但不能做到从叶根至叶尖渐缩的叶片,因为目前世界各国尚未解决这种挤压工艺。 4)、玻璃钢叶片 所谓玻璃钢(glass fiber reinforced plastic,简称GFRP)就是环氧树脂、不饱和树脂等塑料渗入长度不同的玻璃纤维或碳纤维而做成的增强塑料。增强塑料强度高、重量轻、耐老化,表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂,其它部分填充泡沫塑料。玻璃纤维的质量还可以通过表面改性、上浆和涂覆加以改进。LM玻璃纤维公司现致力于开发长达54m的全玻纤叶片,其单位kWh成本较低。 5)、玻璃钢复合叶片 上世纪末,世界工业发达国家的大、中型风力发电机产品的叶片,基本上采用型钢纵梁、夹层玻璃钢肋梁及叶根与轮毂连接用金属结构的复合材料做叶片。风力发电转子叶片用的材料根据叶片长度不同而选用不同的复合材料,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯树脂、玻

中国风电发展现状与未来展望

中国风电发展现状与未来展望 一、风能资源 1.1 风能储量 我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。根据全国900 多个气象站陆地上离地10m 高度资料进行估算,全国平均风功率密度为100W/m2,风能资源总储量约32.26 亿kW,可开发和利用的陆地上风能储量有2.53 亿kW,近海可开发和利用的风能储量有7.5 亿kW,共计约10 亿kW。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000 小时计,每年可提供5000 亿千瓦时电量,海上风电年上网电量按等效满负荷2500 小时计,每年可提供1.8 万亿千瓦时电量,合计2.3 万亿千瓦时电量。 1.2 风能资源分布 我国面积广大,地形条件复杂,风能资源状况及分布特点随地形、地理位置不同而有所不同。风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及北部地区。另外,内陆也有个别风能丰富点,海上风能资源也非常丰富。 北部(东北、华北、西北)地区风能丰富带。北部(东北、华北、西北)地区风能丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省/自治区近200km 宽的地带。三北地区风能资源丰富,风电场地形平坦,

交通方便,没有破坏性风速,是我国连成一片的最大风能资源区,有利于大规模的开发风电场,但是当地电网容量较小,限制了风电的规模,而且距离负荷中心远,需要长距离输电。 沿海及其岛屿地区风能丰富带。沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省/市沿海近10km 宽的地带,冬春季的冷空气、夏秋的台风,都能影响到沿海及其岛屿,加上台湾海峡狭管效应的影响,东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。沿海地区经济发达,沿海及其岛屿地区风能资源丰富,风电场接入系统方便,与水电具有较好的季节互补性。然而沿海岸的土地大部份已开发成水产养殖场或建成防护林带,可以安装风电机组的土地面积有限。 内陆风能丰富点。在内陆一些地区由于湖泊和特殊地形的影响,形成一些风能丰富点,如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区。 海上风能丰富区。我国海上风能资源丰富,东部沿海水深2m 到15m 的海域面积辽阔,按照与陆上风能资源同样的方法估测,10m 高度可利用的风能资源约是陆上的3 倍,即7 亿多kW,而且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟,经济上可行,将来必然会成为重要

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