风电发展中存在的问题及发展模式研究

风电发展中存在的问题及发展模式研究

珠海经济特区电力开发集团有限公司广东珠海519015

摘要:随着风电的迅速发展,我国风电技术水平也不断提升。风机单机容量不断增加,风机机型种类多样,低风速风机技术不断进步,风机控制技术不断提高,风电场集控中心、大数据平台、故障诊断技术等不断应用,这些都大大促进了我国风电行业的健康发展,为我国清洁能源的发展提供了持续的动力。本文分析我国风电发展存在的问题,提出了创新风电发展模式,由规模发展向质量发展转变,积极开展关键技术研究,使风电朝着海洋化、分散化、国产化、精细化、智能化、综合化、绿色化的方向发展。

关键词:能源革命;风电;问题;发展模式

1风电发展中存在的问题

1.1风电优化设计水平参差不齐

一方面,由于人员配置不足、任务繁重,设计院的设计水平难以提高,设计方案缺乏个性化;另一方面,一些设计院本身缺乏经验,设计水平有限。这导致风电设计出现风资源评估水平不高、风机选型技术落后、选型和风资源不匹配、部分微观选址流于形式、山区丘陵风电设计粗糙、风电消纳和送出工程缺乏研究等各类问题。国内风电项目呈现了许多问题案例,如风资源评估结果与实际差别大、机位点布置在当地敏感区或保护区、风机选型频繁变更机型等。

1.2发电设备可靠性有待提高

近年来我国风电装备制造产业发展迅速,但风电设备可靠性技术水平仍有待提升。变桨系统故障、通讯系统故障、变频器故障、液压系统故障、大部件损坏、传动链失效等,都严重影响风电机组的正常运行和发电水平。通过对一些风电企业安全生产情况的排查,发现新能源企业存在较高的现场风险,包括湍流影响、基础质量隐患、安全链隐患、主控系统、覆冰、化学腐蚀、风机消防隐患、齿轮箱质量及润滑隐患、发电能力低等问题。

1.3风资源勘查不科学

风电场选址的最基本条件是要有能量密度高、风向稳定的风能资源,具体风电场内风机的选址还应根据风资源评估参数、风电场宏观选址和微观选址等考量。因此,风电场选址对于风电场的建设是至关重要的。而我国风电开发中,存在严重的风资源勘察不科学、不准确、盲目性等特点。具体问题包括测风塔数量不足、测风塔代表性不足、测风数据不可靠、测风塔维护不到位、测风数据丢失、复杂地形勘查不到位、风机选型不合理等。山西某风电场由于微观选址不合理,部分机位发电量差,最终选择重新进行风机机位优化。

1.4风电核心技术水平薄弱

在风机核心技术方面,如风机主控系统、叶片翼型设计等仍然依赖国外生产厂家,基础研发能力依然薄弱。目前,风机控制系统PLC主要采用的Bachmann、ABB、Mita、Beckhoff、SSB、DEIF均为为国外生产厂家,风机叶片也主要依赖国外的翼型设计,整机设计、关键零部件设计等仍是风电产业发展的最大瓶颈。

1.5开发模式粗放

由于国际形势和国内政策的支持,我国风电近些年的开发模式都是以“大规模、集中式”为主。各个发电企业为了抢夺资源,风电开发都采取了“大干快上”的方式。这种粗放的开发模式,表面上显著增加了风电装机容量,但实际缺乏科学合理的规划布局,导致风电场后期运维问题不断、设备故障频发,浪费了良好的风能资源。

1.6风电场运维管理水平落后

相比于火电厂的标准化管理模式,目前国内风电场的运维管理水平普遍较低。除了运维人员少、检修消缺任务重等原因,工程遗留问题多、技术资料缺乏、人员技术水平有限、故障处理不当、定期工作不到位等,都会导致现场运维管理水平降低[1]。

2风电未来发展模式

2.1风电开发“海洋化”

海上风电项目一般分为滩涂、近海以及深海风电场。目前我国海上风电实质开发的区域仍主要集中在滩涂及近海风电区域。与陆上风电不同,海上风电紧邻电力负荷中心,消纳前景非常广阔。经过多年的稳步发展,我国海上风电目前已进入大规模开发阶段。截至2018年11月底,我国海上风电累计装机已达360万kW,核准容量超过1700万kW,在建约600万kW,海上风电发展十分迅速[2]。目前,海上风电还存在一系列问题,风资源评价基础工作较弱、建设成本高、建设周期长、施工难度大、运维困难、标准体系不完善等。海上风电未来发展中,需要吸取陆上风电的经验教训,因地制宜,合理有序开发;同时,针对目前存在的问题,加快海上风电成本下降,研究风电机组大型化技术,推进近海规模化和深远海示范化发展,实现海上风电的健康持续发展。

2.2风电核心技术“国产化”

目前,风电设备一些核心技术和部件仍然依靠进口,如风电控制系统PLC、风机叶片设计、润滑油脂等。大力开展技术研发,推进核心技术国产化,才能激发技术创新和产品创新。而作为风电开发企业,也应当努力掌握风电设备关键技术,为风电场的运行维护、技术改造、提质增效提供有力支撑。

2.3风电开发“精细化”

随着风能资源和土地资源的日益稀缺,分布式风电得到迅速发展,风电开发模式逐渐转向“精细化”。风电前期精细化,保证有足够数量的测风塔和有效的测风数据,充分论证风资源水平,细化微观选址和风机选型,充分比对不同机型优劣,选择最优机型和机位点;建设施工精细化,严格管控工程质量,杜绝遗留问题;风电场运维精细化,充分借助大数据、人工智能等信息化手段,准确掌握设备状态,制定措施,提高发电水平[3]。目前,已有企业对在役风电场进行二次开发,精细化设计,加密风机排布。

2.4风电开发“分散化”

能源的分散化和就地消纳,是能源发展长期的主题。2017年6月,国家能源局发布《关于加快推进分散式接入风电项目建设有关要求的通知》,要求加快推动分散式风电开发,风电开发布局快速向中东部和南部转移[4]。近几年,大叶片、高塔筒技术不断提升,针对未来低风速领域的巨大市场,设备厂家纷纷推出新的机型,满足低风速区风电场的需求。随着低风速风机技术不断取得进步,分散化、低风速将逐渐成为陆上风电发展的趋势。

2.5风电场“智能化”

2018-06-08日,工信部发布了《工业和信息化部办公厅关于组织开展2018年制造业与互联网融合发展试点示范工作的通知》,明确鼓励新能源设备上云,开展设备建模、功率预测、调度优化等服务,提高发电效率、降低运维成本,提高并网效率。智能化风电场可以运用大数据和云平台,对风电场进行微观选址、优化设计、故障诊断、资产管理、运维管理;同时,通过建立统一的管控平台,以风电机组运行大数据为基础,结合互联网和云计算等技术,能够完成对区域内风电场的远程控制,实现风电场“无人值班、少人值守、集中监控、智能运行”的目标。随着产业体系的不断完善和技术水平的不断提高,智能化将成为未来风电发展的主要方向。

结语:

新能源作为我国能源革命的主战场,随着技术的不断进步,将扮演越来越重要的角色。我国风电已进入了平稳发展期,主旋律由规模发展向质量发展转变,为推进风电发展,必须创新风电发展模式,积极开展关键技术研究,使风电朝着精细化、智能化、综合化方向发展。

参考文献:

[1]刘波,贺志佳,金昊.风力发电现状与发展趋势[J].东北电力大学学报,2016,36(02):7-13.

[2]许莉,李锋,彭洪兵.中国海上风电发展与环境问题研究[J].中国人口·资源与环境,2015,25(S1):135-138.

[3]刘佰琼,徐敏,刘晴.我国海上风电发展的主要问题及对策建议[J].海洋开发与管理,2015,32(03):7-12.

[4]张文珺,喻炜.中国风电产业供需环境分析与发展预测[J].中国人口·资源与环境,2014,24(07):106-113.

标签:;  ;  ;  

风电发展中存在的问题及发展模式研究
下载Doc文档

猜你喜欢