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科技进步引领风电产业发展
2011-10-31 11:28:34

        随着低碳经济时代的到来,大力发展风电等可再生能源,已成为国际与国内社会的共识。按照国家能源局的最新规划,到2015年我国风电上网容量将达9000万千瓦,2020年达1.5亿千瓦。可以预见,我国的风力发电必将进入一个快速发展时期。要想实现风电的全面协调可持续发展,必须积极利用科技进步,引领风电产业科学发展。

  首先,利用科技进步,提高风能利用能力。按照最新的风力资源评估资料,我国潜在的陆地风力资源发电装机可达23.8亿千瓦,海上风力资源发电装机可达2亿千瓦。但是受制于环境、交通、气候、矿藏等各种因素,实际可开发的风力资源远小于其潜在量。因此,风电的开发利用从发展初期开始,就必须树立起节约利用风资源的理念。

  充分利用风电机组设计制造技术。为提高风能捕捉能力、降低机组故障率,优化机组变频器和变桨系统的控制策略以实现风能的最大利用,并采用省略或者简化齿轮箱的直驱、半直驱技术以降低齿轮箱故障对风机运行的影响。

  高度重视风资源评估及微观选址技术。在风电工程施工前期即充分利用GPS卫星定位技术与测风数据相结合,实现在计算机模型中运算区域风资源分布计算,风电场发电量计算,风电场布机效率计算等,综合考虑不同的地形条件,地表粗糙度和障碍物、各个风电机组的尾流对风资源分布的影响。根据当前风力发电机组的制造水平、技术成熟程度和价格,并结合风电场的风况特征、安全等级的要求,现场交通运输条件、地质构造状况及吊装施工条件,确定最优的单机容量范围、机组型式,从而选择出最优的开发方案,实现风能源的最大利用。

  其次,利用科技进步,提高电网对风电的接纳能力。风电本身固有的间歇性和波动性的特点以及风电场出力的不稳定性,不可避免地给电网安全运行带来压力。风电发展大国的风电发展过程中都不同程度地遭遇过“电网瓶颈”,也就是风电接纳问题。

  在我国,风电并网也越来越成为风电发展的制约因素。解决这一问题,一方面需要电网经营企业科学规划、加强建设,另一方面更需要风电运营企业积极利用科技进步,优化风机性能,努力建设电网友好型风场,提高电网对风电的接纳能力,保证风电持续发展,同时重视发展电力系统优化运行技术,电网调频调峰技术,电网输送技术进步和风功率预测预报技术。

  实施低电压穿越性能改造等涉网技术改造。在风电场配置有功功率控制系统,加装集中无功补偿装置。有功功率控制系统,能根据调度部门远方发送的有功功率控制信号控制整个风电场的出力。对风电场内不同类型的风电机组进行低电压穿越性能改造,确保风电机组在送出能力不足时不切机。通过技术改造,优化风电机组性能,把风电场逐步建设成电网友好型风场。

  第三,利用科技进步,提高风电安全可靠水平。风力发电设备由于其主要设备处于高空运行的特点,而且在我国,风力资源多数分布在三北地区及沿海地带,气候条件相对恶劣,风电设备运行受到严寒、风沙、台风、腐蚀等条件影响,风电设备运行的安全性必须要高度关注。

  我国的风电产业从标准制定开始都还处于起步阶段,风机出厂检测标准、并网技术标准、维护工作标准、技术监控标准等都还不尽完善,对风电安全生产的规律各风机运营商也在不断探索中,风电的安全生产任重道远。为此,各风电企业必须利用科技进步,倡导科技创新,积极借鉴、吸收各行各业的前沿技术,运用到风电设备的治理和改造中,提高了现场运行设备的安全可靠性。

  借鉴航空技术,不断优化风机防雷系统的设计,提高叶片的抗雷击能力。利用新的材料技术,改进风机防腐蚀材料,提高风机的抗腐蚀能力。利用先进的振动诊断技术,对齿轮箱等重点设备安装在线振动监测及专家诊断系统,实时分析设备运行状态。

  使用先进的仪器作为检测、监测手段,提高对风电设备的监控水平。通过远程通讯系统和数据接口的深层次科技开发,逐步实现风电场的无人值班少人值守,提高劳动生产率。利用科技进步,不断完善风电安全生产管理方法与手段,提高安全生产的管控水平,才能有效保证风电产业的安全发展。

内蒙古鸿承电力科技设备有限公司(摘自科技日报)