時間:2020年08月26日 分類:電子論文 次數:
摘要:風能是可再生,永不枯竭、清潔無污染、能量大、前景廣的能源,而風電則是風能發電或者風力發電的簡稱,F代社會發展中,環境問題日益突出, 并且逐漸成為全世界共同關注的問題之一,這一情況推動了可再生能源應用技術的快速發展。當前,世界各國都在 制訂與其發展相適應的環保政策,風電產業在此背景 下實現了高效發展。
關鍵詞:風電;技術;經濟發展
進入 21 世紀后,人類目前技術可開發的能源資源已經面臨嚴重不足的危機,對于替代日益枯竭的化石能源,加之日本核電危機的影響,風能越來越受到世界各國的重視,風能是目前世界上使用最為廣泛和發展最快的可再生能源之一。對于提高風電場的工作效率、減少運維人員、降低運維成本、提高設備的安全性、可靠性等具有重要意義。
一、概 述
某風地區是風電行業發展的領軍者,優秀風電人才培養方面發揮了不可替代的作用。但受區域 條件的影響,風電發展常常受到阻礙。目前,風電發展主要地區棄風電量約4.1×108 kW·h,風力資源十分豐富,可安裝風力發電機的面積約 1000 km2,平均風速為6.3 m/s,最大風速為 42 m/s。 在 20 世紀 80 年代初期,該地區的電力公司便已嘗試開展小規模風力發電工作,同時建立了風電實驗站,安裝了進口的風電機組,功率分別為 100 kW 和 55 kW;地區電網聯網運行的新能源裝機容量高達 2.743×107 kW,在國家電網中位居第一,占裝機總容量的34%;該地區電網聯網運行發電裝機容量高達 8.861 5×107 kW,風電裝機容量約 1.925 1×107 kW 約占總數的 21.7%。
二、風電發展的因素
1、技術方面。
風能空氣密度較低,在標準狀況下為 1.225 kg/m3, 因此在單位面積內所獲取的能量比較少,是一種密度 較低的能源,并不能像水那樣通過修建水庫加以控制,這直接增加了風能的應用難度。另外,風能不穩定,其 對氣候的變化比較敏感, 在較長的時間段內, 風能雖然 有一定的規律可循, 但由于其強度不斷變化,在短時間 內也會出現無規律的變化,這些都為風能的應用增加了難度,限制了風能的規模化發展,主電網覆蓋范圍較廣,運行電壓最高可達到220 kV,但在電網運行過程中,由于調峰電源較為缺乏,很難實現有效調控。風力發電具有不可控制性和隨機性, 因此隨著風電裝機容量的不斷增大, 電網調控難度也會不斷增大。
風電經常會對該地區主電網穩態頻率產生影響,在系統總裝機容量中,風電容量約占4%,將風電大規模地接入主電網,很容易降低電網穩態電壓水平,因此必須要將相應的無功補償裝置加裝在風電場升壓站,以縮短電網無功輸送距離, 促進風電機組平衡。另外,風電場風機脫網很容易使電網電壓持續升高,通?蛇_4%~8%,嚴重時還會達到10%以上。在風機并網過程中,瞬間沖擊電流不大, 通常僅為額定電流的 2~3 倍,由于風機無功補償電容器組的持續投入應用, 電網電壓將逐漸恢復正常。如果風機機端出現短路問題,那么短路的電流通常為額定電流的 6倍左右,電網并非發展十分強大的電網,它也會對風電的發展產生一定的限制作用,這主要是因為電網總裝機容量較小,裝機基本以火電機組為主, 很難對系統頻率進行調整;電網聯系薄弱,大電源與負荷中心距離較遠 經常要進行遠距離的無功輸送,且系統無功分布也不夠科學,機組整體運行效率較低。 因此,在今后的發展過程中,還要重點解決主電網問題,特別是主電網的調壓和調頻問題,同時還要改善電源結構。 如此,才能為風電規;l展提供便利條件[。
2、經濟方面。
目前,雖然風力發電發展十分迅速,但與其他國家相比仍存在很大差距,主要原因包括以下:風電機組目前主要以進口為主, 這些設備價格往往比較高昂,在工程總造價中約占 50%。此外,技術服務響應時間較長,也會對發電量產生影響。 在風力發電單位千瓦工程造價一般在 8 000~10 000 元, 在不包括稅的情況下,即便使用國產機組,電價也要比主網火電平均上網電價高, 因此機組的平均使用時間也會對風電上網電價產生一定影響,大幅度降低風機的經濟效益。
在受建設條件、風能資源等影響,上網電價可能更高,這些都會對我國風電發展產生直接影響。該地區電 網容量較小,電網均攤的實施將會對電網電價產生直接影響。在此情況下,電網經營企業往往處于虧損邊緣,而最常見的解決措施便是用其他供電或發電企業的有限利潤來彌補風電上網電量的虧損, 如此將會直接加重用戶及電網企業的負擔, 同時還會使風電發展積極性大打折扣。
三、風電類專業人才及專業建設
1、風電行業對專業人才的需求。風力發電作為新能源、新學科,需要培養一大批設計、研發、制造、建設、運行、維護、管理等方面的人才,而每 MW 風電裝機的就業機會是 12~20 人, 預計將會有幾十萬人從事風電產業,其中專業技術人員數萬人,隨著風力發電的大規模開發,風電類專業人才嚴重匱乏已成為極為突出的問題。因此,國家應充分調動社會、學校、企業積極性,努力培養這方面的人才,為中國的風電發展打下堅實的基礎,這也是風電發展的關鍵。
2、風能與動力技術專業建設。為培養風電行業的專門人才,現在我國只有少數的學校開設了本科的風能與動力專業,而當前開設風電類專業的高職學校也不多. 所培養的人才數量遠遠不能滿足風電行業快速發展的需求。目前,尤其是大學下設的二級高職學院都處于非常關鍵的、重要的改革轉型階段,各校在專業建設上都力爭達到人無我有,人有我優,只有這樣才能立于不敗之地,搶抓機遇,多辦、辦好市場急需的特色專業是當務之急。風能與動力技術專業就是我們應該認真考慮設置的特色專業之一。
3、風電發展有效建議。
風電在經過了長時間的發展后,目前已經取得了顯著成效。為了能夠實現對清潔能源的高效、合理使用,國家相關部門在今后發展過程中可從以下方面入手。 政府部門要加大對風電上網電價的優惠補貼。過高的風電電價將會直接加重電力用戶負擔,同時也會對其用電積極性造成影響;建立新能源發電基地,學習和借鑒國外先進經驗。 國家相關部門可通過相應的手段量化風電社會效益和環保效益,將從火電產業獲取的環保費用用于獎勵風電企業,同時結合當前實際發展狀況建立獎懲機制,通過制度調控市場發展。
在對風電工程進行建設的過程中, 由于其占地面積較大,在建設結束之后,除了輸電線路及風電機組所占面積外,其他面積仍可繼續使用,以提高土地利用率。 與此同時, 國家還應該在土地利用方面出臺相關優惠政策,準許企業按照具體的使用面積繳納征地費。在建設發電廠之前,一般需要收集1~3 a 的測風數據,但就目前實際發展狀況來看,在風能資源詳查方面資金投入較少,且重視度不足,風電開發建設部門并沒有專項費用用于風能資源詳查工作,從而也會對風電建設前期的準備工作產生直接影響。 在此情況下, 可借鑒其他國家的先進發展經驗,建立風能資源數據庫,維護投資方利益。
能源論文投稿刊物:可再生能源(月刊)1999-2000年度遼寧省一級期刊,創刊于1983年,由遼寧省能源研究所、中國農村能源行業協會、中國資源綜合利用協會可再生能源專委會、中國生物質能技術開發中心、遼寧省可再生能源學會主辦。
參考文獻:
[1] 丁顯, 徐進, 滕偉. 風電機組狀態檢測技術研究現狀及發展趨勢[J]. 可再生能源, 2017(10): 16.
[2] 張志宏, 施永吉, 黃建平. 深遠海域風電場智慧運維管理系統的探索與研究[J]. 太陽能, 2018(6): 49-53.
作者:李澤 曹宇芳