我国并网型风电产业的战略分析

1 全球风电产业技术发展及趋势 纵观世界风电产业技术现实和前沿技术的发展,目前全球风电制造技术发展主要呈现如下特点： 1．1水平轴风电机组技术成为主流 水平轴风电机组技术,因其具有风能转换效率高、转轴较短,在大型风电机组上更显出经济性等优点,使水平轴风电机组成为世界风电发展的主流机型,并占到95％以上的市场份额。同期发展的垂直轴风电机组因转轴过长、风能转换效率不高,     

风电发展:借得好风扬劲帆

风电发展规划我国正处在风电产业发展的高峰时期,几年来,经过各级政府和相关部门的大力支持,我国的风能产业发展得到了一定的进步。预计到2010年,我国风电总装机容量要达到500万kW,到2020年,我国风电总装机容量达到3000万kW。按照2020年实现3000万kW风电装机容量计,形成3200亿元的市场,大概需要3万台风电机组整机配套。自2006-2020年,我国风电装机容量的安排大致如下:从2006-2008年,每年要实现装机100万kW的容量;2009-2010年,每年要达到装机容量150万kW;2011-2015年每年装机要达到200万kW;2016-2020年,每年要达到装机300万kW的目标。风电产业发展现状我国风电资源的潜力可开发量为20亿kW,主要分布在如福建、上海、江苏、浙江等近海地区。加上内陆风能资源,估计我国可利用的风能资源大约有30亿kW左右。但是,到2005年底,我国只有15个省、市、自治区共建设61个风电场,风能总装机容量只有126万kW,总装机容量国际排名位列第8。其中,国产的600kW和750kW的风电机组只占28%的比例,而且,由科技部863项目支持的沈阳工业大学风能研究所自行研发的1MW机组和金风科技股份有限公司与国外公司联合开发的1.2MW永磁直驱型风力发电机组的第一台样机也只是刚刚投入运行。因此,就我国风能产业的发展来说,市场空间巨大,但发展任重道远。2004年以前,我国风电机组整机制造企业只有6家。而2004年年底统计,我国风电机组整机制造企业数量达到20余家。发展至今,估计有30余家企业开始了风电整机的研制、开发及生产工作。据预测,到2020年,这些厂家总生产能力届时将达到4000MW。影响风电产业发展的制约因素我国风电产业虽然经过了近20年的发展,但与世界水平还有差距。首先,从总体上来说,可再生能源在我国能源发展总体战略中的地位还不够巩固,缺乏长远发展的目标,风能产业的发展也包括在内。其次,缺乏行业发展鼓励措     

大功率风电机组变桨系统故障诊断方法与技术研究进展

变桨系统是大功率风电机组重要的子系统,其主要功能是使桨叶快速高效地捕捉风能,最大限度地利用风能。作为故障频发的子系统,变桨系统能否正常运行直接影响机组的安全稳定运行。综述风电机组变桨系统故障诊断方法和技术的研究进展。首先,介绍变桨系统故障诊断的背景及意义;然后阐述变桨系统主要的故障类型、故障机理及相应的敏感参数,变桨系统故障诊断常用的三种方法,即基于解析模型、基于信号分析以及基于人工智能的诊断方法;最后,介绍基于SCADA系统数据的混合智能诊断技术的发展情况,对本领域未来的发展趋势进行了展望。     

辽宁风电特性及大规模风电机组并网对辽宁电网的影响

从风力发电的特点入手,介绍了国内外风电发展现状,结合辽宁风能的特点,阐述了辽宁地区开展风能发电的优势和必要性,并结合辽宁电网的实际运行情况,从电压、频率、发供电平衡和电能质量问题角度,分析了大规模风电机组并网给辽宁电网带来的影响。     

风电机组变桨距控制

定桨距是指桨叶根部与轮毂采用刚性联接,即桨叶的安装角(或称节距角)固定。定桨距风电机组常采用双速发电机,当低于额定风速时,低转速的小电机运行,以追求最佳的风能利用效率;当高于额定风速时,桨叶的攻角会增大,同时产生较大的涡流,使风轮效率降低,发生失速,以限制发电机的输出功率。定桨     

风电供热提高低谷风电消纳能力评估

随着中国风电开发利用规模持续扩大,风电并网运行和市场消纳已成为风电发展的制约因素,特别是在冬季夜间负荷低谷时段．受热负荷影响．风电弃风问题尤为突出。在中国东北、西北等风能资源丰富、冬零采暖期长、热电联产机组比重高的地区开展风电低谷供热。对于促进风电消纳、缓解风电冬季运行困难具有重要作用．中国已经开展风电供热试点。研究了风电供热的原理,并结合风电供热实践特点,分析了风电供热的运行特点、风电供热对于提高低符风电消纳能力的作用以及风电供热的前景．结合案例对风电供热提高风电消纳能力的作用进行了定量分析。案例研究表明,风电供热有利于提高低,谷风电的消纳能力,但就中国目前风电供热运行特点而者,其提高低谷风电消纳能力的潜力有限．要完全解决低谷时段的风电消纳问题还需要考虑其他措施。     

河南省平原风电与山地风电差异性研究

文章从风能资源分布条件、测风塔选取及设立、机位布置、风况特征参数等方面对平原风电和山地风电进行了对比分析,总结了平原风电的优劣势。     

中国风电机组制造产业现状分析

发展和利用风能是国际化的大趋势。据世界风能协会预计,到2020年,风力发电可提供世界电力需求的12%。中国风能实际可开发量为2.53亿千瓦。2005年底,全国风力发电机组总装机容量不到160万千瓦,占可开发量的千分之六,市场潜力巨大。国家发改委已明确提出中国风电发展的规划目标:2015年全国风电装机容量达到1500万千瓦,2020年达到3000万千瓦。据统计数据,风电场投资至少为每千瓦8000元人民币,其中风电机组的采购金额占80%。因此.在2020年前,风电机组制造市场每年可形成100亿元到200亿元的规模。为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,全国人民代表大会常务委员会通过了《中华人民共和国可再生能源法》。原国家经贸委发布了《关于进一步促进风力发电发展的若干意见》。     

新疆电网风电调度计划研究及应用

新疆风能资源丰富,近年来风电发展迅速,风电不易调度的特点已对电网安全造成显著影响。为此,研究基于风电预测及风电接纳能力评估的风电调度计划制定模式,其中所建立的基于软件平台的风电调度计划系统计及地区风资源及电网特点,结合风电预测和火电机组开机计划,综合平衡电网的安全约束和常规机组调峰约束,并辅以功率控制手段,实现了风电调度计划制定的精确性和超前性。实际应用结果表明,该模式能够对日前发电计划安排和日内实时调度发挥前瞻性的指导作用。     

世界风电发展趋势

机组容量大型化是世界风能发展的共同趋势。在上世纪80年代，风力机群以50～100kW机型为主，其后发展扩大到300kW、500kW到600kW和750kW机型；现在正发展1000～3000kw机组。统计表明，2002年兆瓦级大型风电机组所占比例，已由1997年的9．7％扩大到62．1％。     

风电场电能质量的评估

阐述了风电场对电网电能质量的影响,根据电能质量的相关规定,通过实例对风电场电能质量进行了评估,并提出了需要采取相应的措施,以保证公用电网电能质量达到国家标准要求.     

甘肃酒泉风电基地风电预测预报阶段性研究

为解决甘肃酒泉千万千瓦级风电基地的调度运行问题,风电预测预报系统的建设成为当前的重点。介绍酒泉风电基地预测预报系统阶段性建设研究的实际情况及其处于研究初级阶段的运行情况。研究显示,目前虽然单个风电场预测预报误差很大,但由于地理分散效应显著,酒泉风电基地总体的预测准确度相对较高。然而距离"误差小于20%的点(即测量值)所占比例至少为80%"的要求还有一定距离。通过对各准确度指标的分析表明,平均绝对误差、均方根误差及"误差小于20%的点所占比例"三者之间的关联性较强,但它们与"预测与实测功率相关性系数"几乎没有任何关系。以上工作将为研究的进一步深入乃至风电预测预报系统的实用化打下坚实的基础。     

含风电的电力系统鲁棒优化调度

风力发电是目前较为成熟的一种可再生能源发电技术,其出力具有随机性和间歇性,电力部门很难对其进行准确的预测。风电的不确定性给电力系统的经济调度带来重大挑战,如何最大化利用风电资源以及减小风电波动对系统供电侧的影响,是经济调度常需要解决的问题。文中建立了含风电且以最低发电成本为目标的鲁棒优化调度模型,该模型考虑机组的自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)响应来应对不确定性出力波动,维持系统功率平衡。然后模拟实际场景,分析该鲁棒调度方法的安全性和经济性。     

A coordinated dispatching strategy for wind power rapid ramp events in power systems with high wind power penetration

High wind power penetration poses a challenge for the dispatch of the power system when rapid ramp events occur. This paper proposes an optimal dispatching strategy against wind power rapid ramp events during peak load periods by coordinating generation units with different time intervals. Special attention is given to the definition of the wind power rapid ramp events considering operation conditions of the system. Then, the online prediction of wind power rapid ramp events and its influence on the spinning reserve procurement of the system is analyzed. Based on the principle of coordination among generation units with different time intervals, the optimal dispatch during peak load periods when wind power rapid ramp events occur is formulated as an optimization problem considering thermal generation units, the energy storage system, interruptible load and load shedding. To improve computational efficiency, the power output calculation of the generation units with different time intervals is decomposed. The results show that the proposed dispatching strategy is feasible for accommodating wind power rapid ramp events during peak load periods.     

基于风电功率变化典型场景的风电场无功补偿优化配置

针对集中式接入的风电场,在升压变压站进行无功补偿优化配置。通过基于动态时间弯曲的层次聚类法分析风电功率整体变化特性,获得典型场景及其概率,并利用局部波动数值的概率分布来表征风电功率局部变化特性。在此基础上,建立二层规划模型,上层模型以年综合费用最小为目标函数,下层模型针对风电场全年的风电功率进行动态无功优化,达到兼顾经济性和运行可靠性的目的。采用遗传算法和原对偶内点法进行求解,并通过某实际风电场的仿真算例,验证所提出方法的可行性和有效性。     

Overview of wind power intermittency impacts on power systems

Although integrating a large amount of wind power is technically possible, higher integration costs might be incurred when the penetration level of this intermittent power increases. This paper reviews wind power variability and its different impacts on power systems. In addition, an up-to-date overview of wind power balancing costs is presented.     

含风电场的电力系统动态优化潮流

为了体现风电的环境价值,建立电力市场环境下大规模异步风电并网电力系统动态最优潮流模型。首先计算风电场功率输出期望值,在此基础上,引入基于风电场极限穿透功率的风电弃风运行惩罚成本(WAOPC)以处理弃风行为;然后考虑火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本(NECC)来量化火电环境成本;最后引入风电备用成本(RCCC)来处理随着系统风电穿透水平增加而引起的系统二次备用上升。仿真表明,所建立的模型既考虑了电能生产所产生的环境污染和资源消耗等外部成本,同时也计及了因弃风行为造成的风电损失,合理地反映了以风电能源形式的电能价值。     

考虑风力发电的电力系统经济调度

随着我国节能减排政策的落实,风力发电装机容量将快速增长。以风力发电为代表的分布式发电系统普遍受到气候因素影响而具有显著的间歇性,而政策规定对风电等必须全部收购,这将对电力系统的安全稳定运行和经济调度方式产生重要的影响。本文结合遗传算法研究在有风力发电装机情况下的电力系统经济调度问题,并对十机组测试系统在有/无风电机组投入情况下进行了经济调度的优化计算,仿真结果表明采用风力发电可以明显降低电力系统整体的一次能源消耗。