低風速風機的技術要求

2022-09-30 01:18:02 字數 1915 閱讀 2593

目前國內一般認為低風速風電是指風速在6到8公尺/秒之間,年利用小時數在2000小時以下的風電開發專案。考慮到要在低風速風區降低能源成本,提高經濟效益,必然對風機提出相應的技術要求來降低投資成本。

特定的比功率(specific rating)是針對特定風速設計相適應的風機,降低能源成本的關鍵因素;

比功率=

對於如何達到較低的比功率,目前提出了如下幾種方式,以及其存在的優缺點:

1. 增加葉片的長度,其帶來的優缺點如下:

由於葉片佔風機成本約15%,且低風速風機需要的葉片長度更大,因此轉子葉片生產工藝的改進,設計及材料的使,以及成本的降低都對低風速風機顯得尤為重要。

2. 減小發電機容量,其帶來的優缺點如下:

因此,很多風電裝置製造商都通過為同一型號提供不同規格的發電機或葉片來達到不同比功率的目的,如:

● ge 1.5和

● neg micon nm72,nm82

● nordex n60/62,s70/77

● vestas v80,v90

照目前風電行業來看,風機的成本基本與其自身的重量成正比,所以低風速風機要考慮經濟因素的話就得降低自身的重量,並對傳動裝置提出更高的要求。

1. 發電機

有觀點認為,與雙饋式發電機相比,永磁直驅風機更能適應低風速,加上其省去了齒輪箱,能耗少、能效高,且後續維護成本低,因此永磁直驅風機更適應於低風速風電專案。同樣,對於非永磁直驅風機,則需要設法減小齒輪箱的尺寸及複雜性,以達到降低成本的目的。

2. 電氣系統

可調速風機可將不同頻率的發電輸出轉換成固定頻率的輸出,隨著電氣系統的成本降低,未來可調速風機的前進會比定速風機更被市場看好。

3. 塔筒

隨著葉片的加長,塔筒的高度也會必然增加;而塔筒和基礎及其安裝成本約佔風機投資的15%~20%。目前業內有人提出了新概念的「自樹立塔筒」,從而避免使用大型起重機機型吊裝。而塔筒運動反饋控制系統也可減輕塔筒負載並達到降低塔筒成本的目的。

總體而言,與常規風機相比,低風速風機要求風輪直徑更長,輪轂更高,以便更有效率的利用有限的風能;同時,風機內部每個部件的成本降低都有助於提高風機在低風速風區的經濟效益及投資回報率。

附:低風速風區開發趨勢及動態

國家能源局有計畫在近期發布通知,鼓勵湖南、湖北、江西、河南、四川、重慶、廣東、廣西、貴州等地區盡可能多的開發風電資源。對於有條件進行分布式接入的風電大基地,國家能源局也持鼓勵的態度。他表示,這並不代表今後我國不再建設風電大基地,而是其建設將結合當地的產業發展和輸電通道建設來開展。

近日,國家能源局新能源與可再生能源司副司長史立山表示,在目前大基地風電建設之外,未來國家將支援在資源不太豐富的地區發展低風速風電場,倡導分布式開發。據悉,加強低風速風電開發已被納入「十二五」風電發展規劃,政策上擬提高其在未來整體風電開發布局中的比重。

分析人士指出,在目前風力資源豐富地區的風電開發已趨飽和的情況下,資源欠豐富地區的低風速風電場開發將迎來巨大的市場空間。

國家電網能源戰略與規劃研究所所長白建華表示,目前國家能源局正在會同相關部門加緊風電接入電網和市場消納研究,其中就著重提出電網受端省區的低風速風電開發和電網消納問題。他表示,未來將加大這些低風速地區的風電裝機規模目標,作為大基地接入大電網之外的電網開發格局的有效補充,這些省區的發展目標有望從不足10%提高到20%,並鼓勵分散接入電網。這意味著,「十二五」規劃提出的1億千瓦風電裝機目標中,將有2000萬千瓦的份額屬於低風速風電開發。

事實上,一些國內的風電龍頭企業已開始在低風速領域謀篇布局。在屬於風能資源ⅳ類區的安徽省滁州市,龍源電力(就建成了國內首個低風速風電專案——來安風電場。據了解,該風電場共裝132臺1.

5兆瓦風電機組,年發電量預計達3.9億千瓦時。

據該專案一位負責人介紹,該風電場利用小時數達近2000小時,儘管不及三北地區2600-2800的風電利用小時數,但安徽滁州地區距離華東電網的受端非常近,無「棄風」之虞,機組基本都可滿發,這就能保證專案的穩定投資收益率。未來,龍源電力還將在安徽和山東等地興建一批低風速風場。

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