非并网风电对中国风电发展的影响与前景分析

将大规模风电直接应用于化工、冶炼等高能耗企业,而不采取并网方式,是降低风电场建设成本、迅速提高风能在我国能源结构中所占比例的有效途径。"风电非并网理论"是符合我国实际情况的风电发展创新理论。文章分析了中国风电发展的背景,介绍了"风电非并网理论"的原理和风电、市电双路供电的实验方案,阐述了"风电非并网"所带来的益处,以及该理论在盐化工产业链和金属冶炼及加工产业链上的应用。     

我国海上“风电三峡”及非并网风电应用系统开发建议

位于长三角地区的浅海辐射沙洲风能资源十分丰富,而且具有地质条件优越,灾害性气象概率低,没有主航道和大型地下线缆,地处电力负荷中心,高新技术产业基础好,人才基础和资本市场发育良好,已具备理论、技术和实践基础等优势,非常适合发展大规模海上风电场。如开发其中15%的风能资源,即可兴建一个相当于年产4250×104t标煤、每年减排二氧化碳1.12×108t的永续绿色能源基地,而且不占用一亩耕地,不产生一个移民,也不存在生态安全问题。由于风能的自身特性,导致风电的波动性、间歇性和不规则性,使电网难以承受海上大规模风电场的巨大电能。建议采用非并网风电技术,在辐射沙洲地区建设若干"低碳型"高耗能绿色工业园区,利用风能替代化石能源,实现"高碳能源向无碳能源"的跨越。如海水淡化产业基地,变输电上岸为输水上岸;氯碱生产基地及PVC等衍生产业;以电解铝为重点的有色冶金产业基地;新型绿色煤化工产业基地等。     

大规模海上风电的非并网多元化应用研究——变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸的探索

针对海上风电大规模发展成本高、并网难、故障概率高的瓶颈,提出了一种海上大规模风电非并网多元化应用系统。该系统突破海上大规模风电并网的单一应用模式,通过必要的技术创新与集成,将大规模海上风电与高载能产业(如海水淡化、电解水制氢和电解铝等)直接耦合形成一个完整的新系统,变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸,不仅破解了大规模、超大规模海上风电应用难题,而且大幅度节省海上风电场投资成本,提高了风电利用效率,具有十分重要的现实和战略意义。     

能源4.0:重塑经济结构——互联网技术与智慧能源

本文根据几十年系统研究,提出与工业4.0相适应的能源4.0概念,其特征是通过互联网与电网,将太阳能、风能、化石能源、核能等供电侧与电解铝、氯碱、大规模海水淡化、制氢、煤炭清洁化、煤化工、冶金等高耗能产业用电侧,构建一个有机的高效、低成本、可持续、可调控的网络,即构建我国产业能源互联网体系,重塑经济结构,实现经济优化升级、成为实现经济新常态的重要抓手。     

沿海地区风能立体蒸发制盐的开发研究

本文提出的利用沿海风能进行立体蒸发制盐的新工艺，突破了以往的卤水平面蒸发制盐的旧工艺，并在实践中获得显著的技术经济效益，大幅度提高原盐产量。该文介绍了风能立体蒸发制盐装置的特性、功能结构及发展前景。     

我国非并网风电开发与发展建议

我国风电产业虽然起步晚,但发展快,2012年累计装机容量已达7532×104kW,处于全球领先水平。然而跟随式发展思维导致风电开发应用模式单一,加之我国电源结构中适合调峰的灵活电源比重小,导致难以并网的风电数量逐年增加,限电"弃风"问题日益突出,影响了风电产业的可持续发展。必须打破跟随式发展思维的束缚,通过风电发展模式多元化,有效提高风电消纳能力,实现风电发展的社会效益、环境效益和经济效益"三个统一"。"非并网风电"理论突破传统观念,研究风电在不上网情况下如何高效、低成本开发利用,目前已在非并网风电直接应用于某些高耗能产业方面取得重大进展,进入科技创新的中后期。由于单台兆瓦级风机造价都在数百万元以上,建设大规模"非并网风电"应用产业化示范工程投入巨大,存在一定风险,需要多措并举:以政产学研合作为基础,打造大规模"非并网风电"应用产业化联盟;转变重生产、轻消费的传统思维模式,将财政补贴重心从生产端转向消费端,鼓励高效、低成本、大规模直接消纳风电;加大政策扶持力度,降低应用非并网风电的行业准入门槛。     

大规模非并网风电系统理论与实践

本文针对我国风能等可再生能源,由于其波动性而不能大规模并入电网的难题,提出了非并网风电理论。将高耗能负载改造成为能够适应电能波动的智能负载,极大地提高了可再生能源的利用率。研究了非并网风电理论的本质和内涵,并讨论了非并网风电理论的应用情况,为我国节能减排,提高电网效率和可再生能源利用率提出了一条新路径。     

大规模非并网风电系统开发与应用

风电并网是目前世界上大规模风电场的唯一应用方式,但由于风的高度不稳定性,导致风电大幅度波动,风电在电网中的贡献率难以超过10%。文中介绍了大规模非并网风电直接应用的原创性思路,即大规模风电不并入电网,直接应用于一系列能适应风电特性的终端用户。非并网风电系统中的风力机较常规风力机结构得到优化、风能利用效率显著提高、大幅度降低风电成本,并阐述了下一步需要解决的问题和研究方向。     

中国城市化进程中的粮食安全与风/煤制天然气单细胞蛋白的研究

据预测2030年我国人口将会达到峰值14.5亿,城市化率达到70%,届时城市人口新增3亿,总数将超过10亿。随着总人口的持续增加以及城市人口的迅速膨胀,我国未来将会面临严峻的粮食不足问题,尤其以蛋白质为代表的营养物质将会出现严重短缺。本文针对这一问题,提出了以风力发电为能源,以煤制天然气为原料的单细胞蛋白制备新思路,新途径。此方法通过煤制天然气生产单细胞蛋白,既解决了传统煤炭利用中碳排放高、环境负荷大等缺点,实现了煤炭的升级、绿色利用,又解决了利用石油、工农业废弃物生产单细胞蛋白所产生的食品安全性等问题。另外,此方法可实现大规模工业化生产,为解决我国未来蛋白质不足提供一条绿色、高效、切实可行的新途径。     

智能电网系统中智能负载的关键作用

本文根据中国国情,提出"智能负载"这一新的理念。通过物联网将智能负载和智能电网结合起来构成"非并网多能源协同智能电网系统",该系统的核心是将中国大量的高耗能产业通过必要的技术创新,改造成能够适应风电等可再生能源和电网输出功率巨大波动的"智能负载",为中国政府提供一条适合国情、大幅度提高电网和发电装备利用效率,并将风电等可再生能源高效、低成本全部利用的新路径。