电增长率为24.7%,总的装机容量总计超过了9400万kW,2008年,风电成为非水电可再生能源中第一个全球装机容量超过1亿kW的电力资源[1]。风力发电的飞速发展不仅在能源领域做出了贡献,而且还新增了许多就业机会促进了大力发展风电各国的经济发展。因此风力发电的发展呈现上升态势。具全球风能协会预测,未来五年全世界风电入会保持20%的速度上升,国际能源署2008年颁布的《2050年能源技术情景》判断,2010~2050年间,全世界风电平均每年会增加7000万kW,风电具有巨大的发展前景和潜力[2]。
1.2.1.1我国风力发电机的发展现状
(1)地区分布较为集中我国的风能分布较为集中,其中沿海区域风能储量较为可观,春冬季节的冷空气和夏秋季节的台风由于风速很大就非常利于风能的利用,而又由于我国海岸线较长所以沿海区域是我国最优质的风能储备区。其次风能在我国大部分储存于“三北”地区,该区域地市开阔便于大规模开发风电场。剩下就分布在局部内陆有山等可以形成风速差的地区。
(2)机组容量不断增大
2009到2010年是中国风力发电安装机组超过美国成为世界第一位的时间。2010年一年我国风力发电机组安装容量占了全世界总安装容量的33%。在这之后为了降低单造价,节省风力发电厂占地面积,使风力发电在我国发展增速,提高风力发电产生的效益,在我们的研究人员不懈努力辛苦研究下终于研发出了1mw容量的机组,成功使单机容量得到了提升。
(3)功率调节方式如果实际风速超过了额定风速,因为器件的机械强度、电机各种额定值、电力电子器件等物理性能会对风力发电机产生很大限制,所以需要使风轮降低对外界能量的收集,将功率的输出限制在额定值附近,同时改变叶片的结构或者其他方法使其承受负荷和整个风力机受到的冲击降低,保证风力机不受损伤。功率调节方式(1)变桨距调节(2)主动失速调节(3)定桨距失速调节。
(4)发电机的并网由于发电机发出的电并网时要求与电网的频率相同所以要保持发电机输出频率一定,我国所采用具体方法主要有两种:①速度不变频率也不变时风电机的调节方式主要选择失速调节和主动失速调节,在速度不变状态运行时,主要选用异步感应发电机。②速度改变要求频率不变时,选择电力电子器件中的变频器把发电机发出的频率改变的电能通过整流逆变等方式转变成频率恒定的电能。
1.2.1.2我国风电存在的问题
(1)风力资源的准确性风能作为一种存在很多不确定因素的能源不仅会随着地区不同而不同,同一个地
区每天每星期甚至每月每年的风能储量都可能一直在变化。因此若要在某一地区建设风力发电装置安装风力发电机组不能只靠几个月几年的观察检测去断定。我国目前的探测方式是测量距离地面10米的风速数据,但是随着越来越大型的风力发电装置被
制造和运用10米这一位置的数据显然不能满足安装需求所以我国风力发电存在资源的准确性问题。
(2)风电的并网问题风力发电厂的建设如火如荼,同时又存在很多废弃的或者说效率很低的风电厂这两种情况的产生并不矛盾。因为风力发电并不只是把电发出来就可以了最主要也是最难解决的问题在于如何把风力机发出的电成功的并入国家电网。具数据显示我国目前有30%的风力发电装置处于空转状态无法并网不被电网所接受。产生这一问题的主要原因是国网认为风电不稳定,时有时无会对电网产生冲击。所以也就产生了风电并网难的问题。
(3)风电机的研发我国目前在风电机这方面还存在对外国技术的依赖性很多风电机仍从国外进口,而我国本身的风电机研发由于急功近利导致众多风机厂商将风机从研发到投入使用的时间从5-10年缩短到了1-3年,由于测试时间的大大缩短风机的不稳定因素也渐渐增多各种问题的爆发将会成为我国风电发展的一大障碍。