能源・电力 ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１３ ｌ Ｉ 风力发电研究现状及发展趋势探讨 王成富（龙源陕西风力发电有限公司，陕西省西安市７１００７５） 【摘 要】随着能源与环境问题已成为可持续发展面临的主要问题，日益引起国际社会的广泛关注。风能作为一种重要的可再生能源，其具有 清洁、安全、无污染、储量丰富的特点，受到世界各国的普遍重视。风能是最具有开发潜力的一种新能源，随着风能的开发和利用，风能技术逐渐成 熟，取得了显著的进步。但是快速发展的同时也不断涌现出一系列的问题，例如风能资源的正确评估、风力发电机组控制技术、电能输送与储存技 术、风力发电并网技术研究以及风能应用技术等问题，在一定程度上影响了我国风能技术的整体发展。本文就风能技术发展中的问题进行探讨。 【关键词】风能发电；现状；趋势 【中图分类号】ＴＭ３１５ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）２１—００６３—０２ 在世界现有的可再生能源技术中．风力发电技术最为成 熟，其具备广阔的市场前景和发展前景。世界各国都十分重视 风能发电．对于我国这样一个人口大国和能耗大国来说，必须 重视风力发电．加快其研究。 １风能发电及现状概述 能源是社会经济发展与进步的物质基础，由于我国人口 基数大，矿物资源利用率不高等原因，造成了矿物资源的逐步 枯竭，环境污染现象严重。我国还处于社会主义初级阶段，能 源需求量比较大，改善能源结构，开发新能源，保护环境，实现 人类可持续发展．已经成为我国发展的一个焦点问题。风能是 可再生能源开发中最具前途和风能技术相对比较成熟的一种 新能源。我国地域广阔，风能资源非常丰富，据不完全统计，我 国可利用风能储存量为３．２３亿ｋＷ，风能应用潜力比较大。与 常规能源相比．风能可收集的密度较低，但是从长远角度考 虑，风能对全球环境、经济、社会、能源的可持续发展起着重要 的作用。 从上世纪七八十年代开始．风能开发与利用就迅速发展 起来，截至２０１２年．全球风力发电总装机容量已经达到３２４７ 万ｋＷ。特别是欧洲部分国家风力发电已经占总发电量的８％ 以上。近几年来，随着国家对可再生能源与新能源的重视与支 持，我国风能技术取得了长足的发展，风力发电总装机容量为 ４８万ｋＷ，单机最大功率高达７５０ｋＷ，已达国际先进水平。风 能技术是一项科技含量较高的综合性技术，它涉及到空气动 力学、材料科学、结构力学、电气工程学、机械制造学、气象预 测学、环境保护学等，范围之广，要求较高。本文就当前风能技 术发展中的几个问题进行分析介绍。 ２风能发电技术的发展 ２．１风力发电装机容量 按照输出电力功率大小来分。风力发电装机可以分为微 型、小型、中型、大型、兆瓦级以及多兆瓦级。早在上世纪末，美 国就开始研究兆瓦级风力发电装机技术．由于技术和安全原 因，没有允许商品化生产。直到本世纪初，以丹麦、荷兰、德国 为主的欧洲国家．才取得兆瓦级风力发电机组技术的重大突 破，技术运用逐步成熟，风轮直径高达１２０ｍ，额定输出功率为 ５ＭＷ。 超级风力发电机可以减少占地面积。降低风电并网成本， 另外对环境也有一定的改善，但是也存在一定的新技术问题。 风叶长度的加长以后．叶片柔韧性会降低，叶片的挥舞方向与 转动方向发生耦合时．会造成严重的叶片损害，因此在设计叶 片时．要正确处理好叶片重心与叶片强度问题。在正确预测风 力强度基础上．充分分析与合理设计风轮负荷力与风轮结构， 保持风轮的稳定性。当前．我国研究出了相关的技术分析软 件．但是在具体运用软件时．要根据实际需求进行相应的改 进．改进的重点是叶片结构模型、柔性系统动力设计、风轮转 动模型 最后，在风力发电装机进行装配时，对于运输、材料、 安装等方面又提出了新的课题。 ２．２风电电力与普通电网的合并 一般小型与中型发电机组的输出功率可以被当地较低的 普通电网电力负荷吸收．大型风电场与风电场群的电力大部 分必须通过高压电网远距离输送到负荷中心。在实施过程中． 不仅要考虑风电场变压到电网变压站之间的电力输送问题， 还要考虑电网构架、输电线路设置、普通电网电力消纳等问 题，需要处理好风电电源和电网之间的关系，保证电力系统的 平衡运行。 我国风能资源比较丰富的地区一般在山区附近，山区附 近风能资源可利用量比较大。适合大型风力发电机组，但是这 些地区电力基础设施相对薄弱，处于电网末端，距离负荷中心 较远 风电并网会对电力系统的稳定性、电网流动电压分布、 传输线路功率和频率等都会产生重要影响，在方案实施前期， 要进行足够的系统仿真模拟。在解决风电并网时，要有效分 析、评估风电与电网之间的关系，建立风力发电系统模型，保 证资源的有效利用 ２－３海上风能资源的技术研究与充分开发 海上风电主要是指沿海风力发电，欧洲一般采用海上风 力发电方式．海上风电具有占地较少、风力较强、风期周期长、 资源利用率高、噪音污染较少等优点，同时我国沿海地带广 阔，风能资源丰富。因此海上风能资源开发是新能源开发的一 个重要方向趋势 海上风电技术要求比较高，风险频率高，建造成本大，要 充分考虑到水力与动力的双重负荷，做好基础深度勘察、支撑 材料选择、海床结构分析与研究。海上风电基础设计与施工， 根据不同的海底地质条件建造采用不同的地基模式，基础防 冻、防腐、防震技术研究。风力发电机组的安装与运输，要采用 整体式安装与分体式安装相结合的方法，达到准确定位和快 速安装的效果。我国风力风电主要集中在陆地上，海上风电技 术还处于初步水平，海上风电技术的全面应用还需很长一段 时间。 ２．４风能应用技术与多能互补系统的建立 风电的不足之处是控制难度大和不可间断性，因此为了 实现风能的有效应用和改善风电对电网的影响，将风能与其 它能源有效的结合起来，形成优势互补的整体供电系统，保持 电网顺利与平衡运行。目前，风电太阳能互补技术、柴油风电 互补技术已经相当成熟．近年来又提出风电水电互补系统与 风电燃气互补系统。我国电力资源开发形式受地域特征限制， ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１３，ｉ ｌ 能源・电力 变电站施工质量、安全、效率的几点思考 杨建荣（国网成都供用电工程公司，四川成都６１００００） 【摘 要】随着经济的快速发展，社会对电力的需求量不断增加，促进我国电力事业的迅猛发展。变电站是电力运行系统的核心内容，在整个变 电运行系统中具有交换电压、分配电能、输送等功能，变电站的施工质量直接关系到电力运行系统在输电的稳定性和安全性。本文主要从变电 站的施工质量出发，对其施工过程中的安全性及效率进行相关的思考。 【关键词】变电站；施工质量；安全；效率 【中图分类号】ＴＭ６３ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）２１—００６４—０２ 引言 在施工准备阶段，应该将变电站施工工程中需要的财力、 变电站施工是一项技术含量高、投入资金大、耗时长的工 人力、物力准备好，通过专业的变电站建设设计人员进行施工 程建设，在具体的施工中，对设施设备的精密度和其自动化程 图纸设计．同时．需要结合变电站施工的地质勘测数据进行适 度都具有较高的要求。变电站是电力运行系统的重要部分，对 当的改进，确保施工质量安全和施工进度的顺利进行。 整个电力运行系统的正常运作具有十分重要的作用，因此．加 在基坑开挖阶段。施工人员需要在相关技术员的指导下 强变电站施工质量、安全性是十分有必要的，同时，在保证其施 进行基坑开挖施工，在具体的施工中，应该将基坑开挖过程中 工质量和施工安全的前提下，适度的提高其效率对电力运行系 对周围地基产生的影响予以考虑 必要时需要采取相应的措 统的运作具有积极作用 本文从变电站施工工艺、工序和控制 施解决其产生的影响 要点出发，对变电站施工质量、安全和效率进行相关的思考。 在浇筑混凝土阶段．将挖好的基坑进行相关的清理．确保 １变电施工工序与施工技术要点 基坑的平整和干净．再按施工设计将钢筋、碎石等铺设在基坑 １．１施工工序 底部，最后进行混凝土的浇筑时，需要确保基坑的强度、硬度 和平整度。 施工工序是变电站建设者根据设计计划书和实践经验制 在设备安装阶段．由于变电站是电力运行系统的重要组 定的施工工序，主要目的是保障变电站施工质量、安全和效 成部分，其对相关数据的精准度和自动化程度要求较高，变电 率。目前在变电站施工中运用比较普遍的施工工序如图１。 站施工过程中，需要安装的设施设备较多。部分设施设备的安 装难度系数大。在具体的变电站设施设备安装过程中，必须由 专业的安装人员根据安装要求进行安装。确保设施设备的安 图１ 圈 装质量安全。 １．２各施工工序施工技术要点 在附件安装阶段．主要是对基础性设施设备的安装。如。 变电站施工主要包括变电站工程施工和建筑工程施工两 螺栓、撑杆等配件的安装是否能够保障其他设施设备的稳定 个部分。其中，变电站工程施工主要是指变电站基础设施设备 性和安全性等．对其进定期的检测，便于及时发现问题，并采 的安装、调试等环节。建筑工程施工主要是指变电站相关建筑 取相应的措施 物的施工，如综合楼、防火墙、避雷针塔等。 在设备调试阶段，应该注重设施设备的功能、稳定性、安 各种电力系统的有效互补．不仅可以保证风能电源系统的稳 技术的逐渐发展．风能技术也面临着新的机遇与挑战。近年 定性和连续性，还可以通过内部负荷调度．形成一个稳定的输 来．我国风能技术已经取得了长足的进步．但是与国际水平还 出负荷。 有一定的差距，风能基础技术薄弱．自主创新能力不足．核心 风电储存问题也是风能应用技术一大重要研究课题．发 技术还处于模仿阶段。随着我国可持续发展与资源节约型社 达国家非常重视能源的储存问题．特别是大规模能源储存系 会的建立，以及国家科研机构研发力度不断加强，风能开发机 统技术研究与开发。当前，电力储存主要采用物理储存和化学 构要充分利用大好的机遇，扎实努力工作．增强自主创新能 储存方式．物理储存以压缩空气储能与扬水储能为主．这种方 力，注重人才引进，把我国风能开发技术提高到新的水平，在 式储存规模大、使用周期长、运行维护费用低．但是一次性投 世界范围之内占据一席之地 入较大、地理务件与场所要求较高。化学储存使用范围比较 广．成本比较低，但是环境污染严重，利用效率也比较低。 参考文献 小型风能发电机在偏远地区应用比较广发．但是随着电 ［１１２ｒ利，陶文彪风力发电的现状与展望叨．品牌（理论月刊），２０１１（０３）． 力基础设施的不断完善，小型风能发电机也开始逐渐萎缩。小 ［２］魏超．浅谈风力发电技术发展现状及趋势【ＪＪ．科技创新与应用，２０１２ 型风能发电机价格比较低。但是缺乏市场监管。质量较差运行 （２３）． 不稳定，售后不及时．这都在一定程度上造成小型风能发电机 ［３］杨峥嵘．对风力发电技术发展及趋势的认识叨．电源技术应用，２０１２（１２）． 市场慢慢缩小。实际上，随着社会的不断进步，绿色环保理念的 不断深入，小型风能发电机的应用范围应该逐步延伸与扩展。 收稿日期：２０１３—９—２７ ３结束语 作者简介：王成富（１９７４一），男，本科，工业与民用建筑专业，现 风能技术是一项综合性要求较高的高新技术，随着风能 任总经理兼党委副书记。