如何让风电产业更进一步的发展
三大电力集团老总“谈风论电”,认为“只有风机的技术再进一步,风电才会有一个更上一个台阶的发展”。如何让风电技术更进一步是目前急需解决的问题,否则将影响我国风电产业的发展。
美国通用电气公司(GE)副总裁迈克尔·艾德奇表示,现有风能技术在3年后就会被淘汰,下一代的风能技术,GE会显示出更强大的优势。我国风电技术面临两个选择:一个选择是等待别人把我们淘汰,然后再引进技术,从头再来!另一种选择是站在巨人肩上,取得后发优势!
每项技术的淘汰,不在于后续技术有多先进,而在于技术自身的不完善。我们要做的就是认识不完善,研究不完善,解决不完善。用完善的风电技术替代不完善的技术,找到了完善技术,就找到了“突破口”。
我国风电产业需要补贴,需要扶持,如何才能站立?如何才能奔跑?
我国风电装机容量已位居世界第四位,装机容量大,而发电量低,故障率高,并网困难,如何提高发电量?如何提高并网稳定性?
我国有近80家风电生产企业,我国风电产业才刚起步,风电占全国用电量份额非常小,为什么会出现严重产能过剩?
风能发电出现在十九世纪末,丹麦人首先研制了风能发电机,自二十世纪八十年代起这项技术飞速发展,风能发电这种绿色能源越来越得到重视。世界各国都出台各项政策大力扶持风电产业,近几年我国的风电产业得到了飞速发展,建起了几座大的陆地风电场,在装机容量上已位居世界第四位,发展规模令人注目,但发展中存在的问题越来越突出。首先是装机容量很大,但发电量还很低,有效发电时间短,不能形成对电力网的有效补充,也不能形成对电力网的稳定输出;其次是风电机并网稳定性没有保证,特别是风电机大规模并网,对电网的冲击和损害是非常严重的,必然造成并网困难;还有故障率很高,维护成本大,风电机的安全性也没有保证。这些问题是现有风电技术与生俱来的问题,为什么这些问题在欧美国家不明显,而在我国就显得特别突出。这主要是由于在以下两个方面存在差异而造成的。
最主要是气候差异,欧美属于季风频繁的海洋性气候,所以风能资源非常丰富,风速高,大风时间长,风电也就成为一项重要能源,所以欧美国家风电发展最快。而我国新疆、甘肃、内蒙古地区都属于干燥的高原地区,风速低、大风时间短,空气密度小。进口风电机的设计风速一般在15m/s,低风速设计也在13m/s,而我国这些地区时间最长、最大的风速是6~8m/s,很显然进口风电机的设计值与我国实际情况差别很大,再加上空气密度的差别,必然造成发电量很低的现象。欧美国家风电机也存在故障率高、维护成本大的问题,但由于年发电时间长和发电量较大,这样可以弥补维护费用带来的亏损。还有欧美国家台风很少,而我国沿海每年都有几次大的台风,台风对我国沿海风电场造成的损失也是巨大的,2003年13号台风“杜鹃”,2006年1号台风“珍珠”和8号台风“桑美”分别造成了广东汕尾红海湾风电场,南澳风电场和浙江苍南鹤顶山风电场的风机严重损毁。
还有就是并网方式存在差异,由于风电机并网稳定性没有保证,欧美国家都是采用分散入网的方式,这些国家风电场规模都较小。当风速和风向变化很大时,风电机不稳定,不能满足并网条件,此时风电机可以随时脱网;风电机稳定后,又可以随时入网,并且欧洲几个国家的电网是联网的,电网很强,不会对电网造成太大冲击。而我国采用的是大规模并网的方式,我国风能资源丰富的地区主要分布在“三北”(西北、东北、华北)地区和东南沿海。目前在“三北”规划了6个千万千瓦风电基地,但这些地方又是电网最弱的地区,因此我国风力发电将面临着电网不堪重负的问题。目前国家已开始规划智能电网建设,但是由于这些地区处于电网末端,容量调控能力较差,很难承受风电大容量变化的冲击。我们通过一个数据计算来说明这个问题。一个千万千瓦级风电场会有500~600台风电机组,我们选取2.5MW风电机数据进行计算,风电机的牌子是德国Nordex公司N80,我们取较低数据,当风速5m/s,功率是120kw,当风速6m/s,功率是248kw。当风速变化为1m/s时,功率的变化是128kw,如果按100台风电机计算,功率变化值就达12800kw,1万千瓦的冲击能量不知道要多强大的智能电网才能承受?而且这个计算值已经很小了,我们是按低风速,小的变化量进行计算的,实际的风速变化要大很多,而且风向的变化对风电机功率的影响比风速还要大。所以,实际使用中的冲击能量要比这个值大很多,将是非常惊人的,我们必须认真对待。因此解决并网问题,并不是建成一个智能电网那么简单,而是需要我们对风电机性能进行全面改进。