关于风力发电技术关键问题的研究

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月第10期   作者:彭彬
[导读]
        彭彬
        中国华电集团有限公司河北分公司 河北 石家庄 050000
        摘要:随着风力发电技术的不断发展,电力企业风能发电技术的研究与开发正在增加。但是,风能资源分配不均是技术发展的一部分,企业无法保证风力发电的安全性能,阻碍了风力发电技术的可持续发展。因此,分析了风力发电技术的研究现状,从具体问题入手,寻求相应的解决办法,促进技术水平的提高,实现新能源企业的发展。
关键词:风力发电技术;发展现状;关键问题;具体措施;
随着全球变暖造成的气候问题日益严重,各国越来越关注环境气候问题,使用化石能源的负面影响最大。因此,国际社会高度重视开发和利用低碳和环境友好型能源,如风能。中国作为一个主要的能源消费国,正处于我们时代的转折点,认识到发展风能技术对中国长期发展的重要性。迫切需要研究风力发电技术的发展及其关键问题。
        一、中国风力发电技术发展现状
         1.中国风力发电能力现状。中国拥有广阔的国土和丰富的风力资源,风力发电能力超过10亿千瓦。但是风资源分布相对不均,风力资源主要分布在人口稀少的地区,如中国西北部、中国北部、中国东北部和东南沿海部分地区。20世纪,中国开展了自主研发和大规模生产小型发电机的活动,缓解并满足了农民、牧民和岛民的电力需求。随着行业发展,在甘肃、宁夏、新疆、内蒙以及部分风资源丰富的东部沿海地区,开发了大面积风力发电场。这些风电设备主要建造在戈壁、山丘、草原、风力较强的河谷及浅海区域。当然,中国的风力发电并不总是一帆风顺的。近年来,风力发电的无序发展引起了一系列问题,如部分地区弃风限电严重、部分企业产能过剩、风电机组事故、风电机组大设备频繁损坏等。此后,国家采取了一些列措施,要求国家主管部门、地方政府、发电企业、电网企业、设备制造企业积极推进风力发电行业健康、有序发展,解决行业存在的部分问题
。随着行业发展,一些管理不善、实力薄弱的风力发电企业退出市场,中国风力发电产业逐步成熟,取得了稳定发展。
        2.风力发电技术发展现状。中国风力发电设备初期主要以引进西方风电发展较早国家技术,国内风电发展时间不长,部分风电机组主机厂商风力发电技术来自西方先进国家,部分机组核心部件、特别是主控程序国产化程度不高。近几年,我国风力发电技术有了长足进步,设备研发能力、设备生产能力日益增强,由此带动了风力发电行业的快速发展。虽然投入的初始成本很高,但运营成本低,市场前景广阔。沿海地区可再生能源的使用不断改善,对化石能源的依赖减少,污染物排放减少。
        二、风力发电技术中的关键问题
        1.风力资源分配不平衡。对中国目前风力资源分布情况的分析显示,东南沿海和西北地区风力资源丰富,而其他地区风力资源相对贫乏。风力资源丰富的地区可以大面积采用风能开发风力发电技术,促进新能源的开发,为能源企业带来经济效益,为社会带来社会效益、环境效益。其他风力资源相对贫乏不的地区,在风力发电技术没有突破的情况下,我们只能转向其他能源形式,如光伏、地热等。为了平衡不同区域的风力资源分配,需要技术进步,特别是低风速风电机组发电技术,提高风力资源不足地区的风力发电能力。

同时,应加强电力长输技术的研究和开发,采用特高压、柔直等远距离传输技术,平衡南部沿海地区、东部、西北地区和其他风力资源不足地区之间的风力资源。另外,增加资本投资,引进先进的技术和人才,解决制约低风速发电和远距离长输的关键问题,使资源匮乏地区能够发展风力发电,为当地带来经济效益。
2.风力发电产业结构并不完美。中国风力发电技术已经有了长足发展,生产能力取得了决定性的进步,但风力发电产业结构仍不完善。在整机生产和产品创新方面,在应用风力发电技术方面取得了良好的成绩,但在部分基本零部件生产方面没有取得突破性进展。部分风电机组生产企业,部分关键设备由国外进口,自主研发能力薄弱,与中国风电产业结构不完善有关。为了构建完善的工业结构,形成科学的风力发电产业链,必须重视风力发电相关部件的研发,必须重视行业产业链发展,加强风力发电技术关键技术、核心部件研究,努力形成完善的产业结构。加大风力发电技术研究力度,实现100%国产化。加强科学的企业管理,完善风电行业标准,维护风能和其他新能源市场的秩序,改善工业结构,促进风能的可持续发展。
3.风力发电设备安全性、稳定性须进一步提升。伴随着风电行业快速发展,部分风电设备隐患也在逐步暴露。近几年风电行业火灾、倒塔、飞车、齿轮箱损坏、发电机损坏等问题时有发生,对风电企业生产经营产生了较大影响。部分问题在运行期通过检修、技术改造、加强运维管理等方式可以解决,但部分由于设计、制造等原因产生的问题,在运营期间无法得好良好的解决。
4.风力发电企业盈利能力不强。目前,由于中国风力发电发展相对滞后,部分风电企业盈利能力不强,特别是面对平价上网时代,企业盈利能力将是制约行业发展的关键因素。
三、促进风力发电技术发展的具体对策
1.大力开发低风速风电技术研究与积极推进电力远距离长输建设。考虑到我国风能资源分布不均,为优化风力发电系统,要重点加大低风速发电技术研究与远距离长输建设。首先要积极研发低风速风电机组,在电力负荷集中但风速较低的区域,大面积采用低风速风电机组发电。其次要积极推进电力长输建设,加大特高压、柔直传输等技术研究与项目建设,将风资源丰富地区风能资源传输至负荷需求集中区域。再次要加大投入力度,积极引进先进技术与人才,达到投资少回报率高的目的,使一些风资源匮乏的地区也能享受到风电技术带来的便利和经济效益,而这些地区也能更好地保护环境。
2.在发展风电技术的过程中,必须重视风电产业结构的改善,这就要求我们重视风电产业结构的研究。
开发和管理风电的细节和组成部分,努力形成我国风电完整的产业结构,提高风电行业国产化程度。加强对国内风电企业的管理,完善风电行业标准,形成良好的风电市场秩序,健全风电产业结构,促进风电行业健康发展。
3.重视风力发电的安全管理。安全是电力行业最基本的要求,只有安全性能得到保证的风力发电技术才有良好的发展前景。首先要加强风电技术研发,以技术进步促进设备安全性能提升;第二加强完善行业标准,加强生产链条管理,加强设备监造,杜绝发生产品质量问题;第三要加强设备运维管理,关注设备治理及改造;第四要加强现场运维安全管理,及时消除各类安全隐患。
4.提高运营效率。在大面积平价上网的时代,只有提高风电行业运营效率,才能促进风力发电发展进入新阶段。随着行业技术进步,风电设备生产成本逐步降低。成本的降低主要依靠技术进步,各生产厂商要加大研发投入力度,依靠技术创新不断降低成本投入,促进行业积极发展。发电企业要在严控建设成本的同时,积极探索降低运营成本途径,大力降本增效,提高风电企业生产经营能力。
结束语:
总之,在当今日益严重的全球环境问题中,利用风能发电尤为重要。它是满足环境保护和清洁能源使用需求的重要技术,也为我们的生活和生产提供了极大的便利。我们应高度重视这一点,加快风力发电技术研究,正确分析制约发展的关键问题,本着科学、严谨的态度不断探索,采取有效措施,促进风力发电技术的发展。
参考文献:
[1]赵春林.浅谈关于风力发电技术关键问题的研究.2019.
[2]张丹军.关于风力发电技术发展及关键问题探究.2020.
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