中国风力发电的发展现状及未来前景

中国风力发电的发展现状及未来前景

中国风电发展现状及前景

前 言

随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。

风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。

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一、 国内外风电市场现状

1. 国外风机发展现状

随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提升的阶段。

图表 1 世界风电装机总量图

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图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

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2011 年底世界装机总量 装机(MW) 比 例

(%) 中国 美国 德国 西班牙 印度 法国 意大利 英国 加拿大 葡萄牙 其他 62364 46919 29060 21674 16084 6800 6737 6540 5265 4083 32143 26.2 19.7 12.2 9.1 6.8 2.9 2.8 2.7 2.2 1.7 13.5 86.5 100

前十名总计 20526 全球总计 237669

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图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额

2. 国内风电发展现状

中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011

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年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。

图表 6 中国每年风电装机量示意图

图表 7 中国每年风电新增装机量

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图表 8 每年装机量增速示意图

二、 风电技术概况

1. 风力发电原理

风力发电,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电,我们把风的动能转变成机械能,再把机械能转化为电能,这就是风力发电。风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。(大型风力发电站基本上没有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才会拥有尾舵)

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时,桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻,目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。(现在还有一些垂直风轮,s型旋转叶片等,其作用也与常规螺旋桨型叶片相同)。

由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿

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轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率,还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高,为的是获得较大的和较均匀的风力,又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况,以及风轮的直径大小而定,一般在6-20米范围内。发电机的作用,是把由风轮得到的恒定转速,通过升速传递给发电机构均匀运转,因而把机械能转变为电能。

2. 我国风能资源分布

中国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿kW，其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kW。东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线；沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的时数约为7000～8000h，大于或等于6m/s的时数为4000h。新疆北部、内蒙古、甘肃北部也是中国风能资源丰富地区，有效风能密度为200～300W/m2，全年中风速大于或等于3m/s的时数为5000h以上，全年中风速大于或等于6m/s的时数为3000h以上。黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好，有效风能密度在200W/m2以上，全年中风速大于和等于3m/s的时数为5000h，全年中风速大于和等于6m/s的时数为3000h。青藏高原北部有效风能密度在150～200W/m2之间，全年风速大于和等于3m/s的时数为4000～5000h，全年风速大于和等于6m/s的时数为3000h；但青藏高原海拔高、空气密度小，所以有效风能密度也较低。云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、

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福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江，为风能资源贫乏地区，有效风能密度在50W/m2以下，全年中风速大于和等于3m/s的时数在2000h以全年中风速大于和等于6m/s的时数在150h以下，风能潜力很低。

图表 9 我国风资源分布图

3. 风电运行特点

（1）

（2）

（3） 风电出力具有随机性、间歇性。 风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。 受气象因素影响，风电出力日间可能波动很大。极端情况下，风电出力可能在0-100%范围内变化。

（4）

（5） 风电年利用小时数偏低。 风电功率调节能力差。

三、 风电发展中遇到的问题

1. 首先是风电消纳难的问题。

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据不完全统计，2011年全国弃风超过100亿千瓦时，东北和西北的部分省区弃风都超过20%。风电的消纳问题已经成为我国风电发展的最大障碍。然而，从国内外的实际情况看，10%，15%，20%等人们反复“预言”的电网消纳风电的上限已经被现实证明都可以突破。丹麦风电已经连续几年在全年电量中占比超过20%。在与中国风电开发模式类似的西班牙，2011年全年风电占比也达到16%。我国也有非常好的例子：截至3月底， …… 此处隐藏：4920字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……