风电新能源的发展现状及其并网技术的发展前景研究
邹 璐
【摘 要】风力发电以其资源丰富、成本低廉、开发方便、节能环保的优势成为可再生能源中发展最快的清洁能源,被世界各国大规模开发和应用,其发展前景十分广阔。文章首先对我国当前风力发电技术的现状进行了简要概括;其次,阐述了风电新能源的特点以及风电并网对传统电网的影响;最后,探讨了风电并网发电技术的发展趋势,希望能够推动风力发电技术的创新发展和应用。 【期刊名称】《无线互联科技》 【年(卷),期】2019(016)017 【总页数】2
【关键词】风电;新能源;并网技术
当今人类生存和发展急需解决的是能源和环境问题。进入21世纪以来,世界各国为了保证各自的能源安全并应对气候变化,纷纷调整能源战略,加大可再生能源的开发和建设力度,尤其是风能的开发和利用。风力发电作为一种可再生的绿色能源,以其无污染、储量丰富、成本低廉、使用前景广阔的优势倍受世界各国的重视。我国由于海域面积辽阔,风能储量很大且分布较广,开发潜力很大。近年来,在能源和环境危机日趋紧迫的情况下,我国政府实施了一系列新的能源战略,对能源结构进行了调整,风电产业及技术水平得到了飞速发展,但在风电并网技术方面还存在一些问题,总结并分析如何解决这些问题,对深入推进风电产业的健康、可持续发展意义非凡。
1 我国风力发电技术现状
我国的风力发电起步较晚,20世纪80年代中期风力发电开始进入商业化运营
阶段。虽然较之国外尚存在一定差距,但在国家利好政策的支持和推动下,风力发电事业得到了迅猛发展。从2005—2008年的4年时间里,全国风电装机容量由126 kW增长到1221万kW,以每年一翻的惊人速度发展着,远远领先于世界风电发展的平均速度。2009年年底,我国以风电总装机容量2601万kW的数据位居世界第二,其中新增装机容量为1300万kW,占世界新增装机容量的30%以上,居于世界首位。这一数据充分证明我国风电产业正在步入一个飞速发展的阶段,同时,在技术上,经历了从引进技术到消化吸收,再到自主创新,一系列改变之后正日益发展壮大起来。兆瓦级机组在国内风电市场的大量普及,标志着我国对风电技术自主研发能力的提升。此外,我国对海上风电也进行了积极的探索和实践,从2008—2015年的7年时间里,海上风电的装机容量有了大幅度的增长。2016年,仅海上风电新增装机就有154台,容量高达59万kW,同比增长50%之多。由此看来,我国的风电产业发展是非常迅速的,潜力十分巨大。但是,我国的风电技术还存在很大的不足,主要体现在:并网型风机以进口为主,风电在整个电网中的占比相对较小,一些关键零部件还是靠进口,没有制定健全的风电并网规范,不能保证风电并网的稳定运行。未来我国风电技术发展任重而道远,必须在高层技术方面寻求创新和突破,才能继续保持高速发展。
2 风电新能源的特点
风力发电是在风力发电机及其控制系统的作用下,将风能产生的机械能在完成一系列控制操作后转化为电能的过程。风能发电的特点在于风能是可再生的,发电过程中不会释放废气造成污染,具有节能环保且造价低的优点,但也存在一些不易控制的因素[1],具体如下。
2.1 风能具有不稳定性
风能是一种间断性能源,风速和风向随季节和气候的变化而发生变化,致使风能具有随机性和间歇性,这些不稳定的特点决定了风力发电机很难调控出力大小的均匀度,因此,风电机组发出的电能也是波动的、随时变化的。 2.2 风能的密度稀疏,风能发电不方便大量储存
风力发电机的风轮尺寸只有做到足够大,才可以取得与其他发电设备相同的发电容量。
风力发电系统储存电能的成本很高,远大于其发电的成本,因此,整个风电系统中几乎没有蓄电的能力,一般是通过调节收纳电量来完成输电,所以风能发电输出电量的大小是不均衡的,对并网的技术提出巨大挑战。 2.3 风电场分布位置偏远
我国风资源丰富的区域一般在沿海地区,居住人口稀少,距离用电负荷中心较远,加之当地电网架设结构薄弱,风电外送受到一定制约,急需加强电网建设,这使国家的电网建设及传输都面临考验。
此外,风能的不可控性导致风能发电的电网具有不可调度性,这些不稳定因素造成的结果就是:风电场容量在整个电力系统中的占比是引起电网稳定性的决定因素,即占比越大,电网稳定性越差。
3 风电并网主要存在的问题
为应对当前的环境问题以及改善能源紧张状况,发展风力发电成为我国能源战略的重要组成部分。大基地大电网的风力发电开发模式正在被积极推进,我国开始规划筹建千万级的风电基地,但大规模的风电并网却给既有的电网带来了不小的压力。