风力发电的现状及前景(精选8篇)
风力发电的预测及前景随着全球经济的发展,风能市场也迅速发展起来。随着技术进步和环保事业的发展,越来越受到世界各国的重视。作为一种清洁能源,风力发电不会产生温室气体排放,对环境无害,而且风力发电机在30年的使用期内几乎不用维修,也无需添加燃料,具有许多其它发电方式无法比拟的优势.虽然风力发电有这么多的优点,但是采用目前的技术建造这样一座发电场,费用相对昂贵。比如海上风力发电厂,除了需要庞大的水上发电网络,还要配备与陆上电网联接的各种辅助设施,在前期建设时需要大量资金投入.目前,科学家正在努力解决这些难题,以降低海上风力发电的成本。在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区,发展风力发电是很有前途的。但是风能不稳定,不可控,目前成本仍然很高。
问题一:通过新疆某风力发电厂2009年一整年采集的数据,预测该厂未来的年发电量。
问题二:根据你的预测分析,谈谈你对未来我国风力发电前景的看法。
目前, 能源和环境是人类生存和发展所面临的两大危机。随着能源可持续发展的需要、技术的进步、环境保护意识的增强以及相关政策的提出, 在正常开发利用常规能源的同时, 应更加注重开发利用对生态环境有利的如风能、太阳能等新能源。据专家估计, 全世界风能资源总量为每年2万亿k W, 换言之, 仅1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求。由于地球上风能资源极其充足, 是一种取之不竭、清洁无污染的可再生能源, 且风力发电建设周期短, 投资灵活, 具有建好的经济和社会效益等优点, 风能的开发利用广泛被世界各国政府的青睐。同时, 因风能的利用方式除了风力发电、风力提水外, 还有风力制热、风帆助航等。因此, 风能的开发利用对世界各国的科技工作者具有极强的吸引力, 从而吸引了世界诸多科学家积极投身于风能利用方面的研究。
1 风能的发展现状
1.1 风能在国内的发展现状
风能作为一种绿色无污染的新能源, 越来越受到政府的高度重视[1], 也将成为人类未来主要的能源资源。我国风能资源丰富, 拥有得天独厚的优势, 在陆地面积10米高度层风能的理论可开发量为32×108k W, 实际可开发量约2.53×108k W, 居全球首位[2]。风能资源量远远超过可开发利用的水能资源, 具备风力发电大规模发展的资源优势。据测算, 至2030年, 可用于发电的水资源将消耗殆尽, 风能作为一种清洁无污染的可再生能源将成为国内主要能源之一。
20世纪80年代初, 我国一些具有敏锐洞察力的科学家和商界人士开始将眼光投入到风力发电, 企图在这一领域开辟价值, 创造商机, 从此风电产业步入我国商业和科研领域。面对能源短缺的巨大压力, 上世纪90年代中后期, 在众多科研工作者的不懈努力下, 风力发电在我国逐渐实现了快速而稳定的发展。党中央和国家发展改革委员会对我国风力发电事业的发展也格外关心, 给与了大力支持, 在2005年2月底, 中华人民共和国十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议颁布了《中华人民共和国可再生能源法》。该法案的制定为实现经济、社会、资源的可持续发展提供了政策支持和法律保护。2006年下半年, 党中央制定了一个节约资源、造福人民的可再生能源发展战略目标, 即2010年以后, 每年由可再生能源产生的电量不低于全国一年总耗电量的5%, 2020年以后, 每年可再生能源的发电量不低于全国总耗电量的10%。为了响应党中央和国家发改委的大力支持, 加快实现可再生能源发展战略目标, 全社会共同努力, 10年之间已经取得了鼓舞人心的成绩。
1.1.1 总体装机情况
截止2015年, 中国风电装机量再创新高。全国 (除台湾地区外) 新增安装风电机组16740台, 新增装机容量30753MW, 同比增长32.6%;累计安装风电机组92981台, 累计装机容量145362MW, 同比增长26.8%[3]。2005年至2015年中国新增和累计风电装机容量如图1。
1.1.2 区域装机情况
截止2015年, 我国六大区域的风电新增装机容量均保持增长态势, 西北地区依旧是新增装机容量最多的地区, 超过11GW, 占总装机容量的38%;其他地区均在10GW以下, 所占比例分别为华北地区 (20%) 、西南 (14%) 、华东 (13%) 、中南 (9%) 、东北 (6%) 。与2014年相比, 西南地区同比增长幅度最大为91%, 其次为中南地区同比增长为37%, 东北地区同比增长35%, 西北同比增长27%, 华北地区和华东地区同比增长分别为22%和20%。2015年, 我国各省 (区、市) 风电新增装机容量较多的省份为新疆、内蒙古、云南、宁夏和甘肃, 占全国新增装机容量的53.3%。2015年, 我国各省 (区、市) 风电累计装机容量较多的省份分别为内蒙古、新疆、甘肃、河北、山东, 占全国累计装机容量的51.7%[3]。2005年至2015年中国各区域新增和累计风电装机容量如图2。
1.1.3 海上装机情况
2015年, 中国海上风电新增装机100台, 容量达到360.5MW, 同比增长58.4%。其中, 潮间带装机58台, 容量181.5MW, 占海上风电新增装机总量的50.35%;其余49.65%为近海项目, 装机42台, 容量179MW。截至2015年底, 中国已建成的海上风电项目装机容量共计1014.68MW。其中, 潮间带累计风电装机容量达到611.98MW, 占海上装机容量的60.31%, 近海风电装机容量402.7MW占39.69%;在所有吊装的海上风电机组中, 单机容量为4MW机组最多, 累计装机容量达到352MW, 占海上装机容量的34.69%, 其次是2.5MW机组, 装机容量占18.48%, 3MW装机容量占比为17.74%, 其余不同功率风电机组装机容量占比均不到10%, 目前单机容量最大的是6MW机组[3]。2008年至2015年中国海上新增和累计风电装机容量如图3。
在过去30多年时间里, 风力发电在我国历经了一个探索、快速发展和蓬勃发展的过程。我国风力发电产业近年来也获得了飞速的发展, 我国目前是风力发电装机容量最大的国家之一, 而我国的风能资源储量异常丰富, 具有极大的开发潜力, 风能将成为未来我国经济社会发展和人类赖以生存的主要能源之一。近年来, 国内的风力发电发展得如火如荼, 不经意间已经形成一个庞大的市场, 独占了一个领域。国家发展与改革委员会针对风力发电的发展现状制定了短期目标, 到2017年底, 我国风力发电装机总容量将增加到150000 MW, 至2020年底, 再增长一倍, 达到300000MW[4]。
1.2 风能在国外的发展现状
风能作为未来能源供应的主要来源之一, 上世纪70年代开始, 受到世界各国的普遍重视。据统计, 至上世纪末, 全球风力发电装机总容量为13900MW, 到2000年新增了3700MW;2001年是风力发电在世界起步以来全球装机总容量增长最快的一年, 这一年新增风力发电装机总容量为6500MW, 使得全世界风力发电装机总容量达到24000MW, 总电量销售价值高达70亿美元。德国、美国、西班牙、印度和丹麦等风力发电起步早, 风力发电发展速度快的国家每年全国总耗电量的10%~25%都是由风力发电所提供, 且这个比例还在继续增长。
截止2013年底, 欧盟累计风电装机容量已经达到140GW, 其中海上风电装机容量有13GW。欧洲风能协会 (EWEA) 根据目前风电产业发展状况估计, 到2020年底, 欧盟将有210GW的风电装机容量, 2030年将增加到350GW。按这样的发展速度, 到2020年, 风力发电量将提供欧盟每年电力需求量的14%, 至2030年, 这个比例将增加到20%[5]。至2015年底, 美国的累计风电装机容量达到75GW, 风力发电量能够提供全国电力需求量的4.7%[6]。全球2001年至2013年年度新增风力发电装机容量统计结果如图4。
2 风力发电发展中存在的不足
风能是一种取之不竭、清洁无污染的新能源, 也是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。在风力发电快速发展、前景日益广阔的情况下, 风力发电在发展过程中也存在着很多不足。
2.1 风能资源的利用有区域限制
风能是低密度能源, 具有不稳定性和随机性的特点, 目前的风力发电主要应用于风能密度大的高风速强风地带。该地带发电效益显著, 但由于该地带风力强劲, 给风力发电事业发展中的发电机设计和维护等带来了很多困扰。同时, 对于如何在中低风速带、弱风速带以及一些地势复杂的地区进行风力发电的问题, 需要做大量研究。
2.2 风力发电的可靠性有待提升
由于风的间歇性、风速和风向的多变性, 风力发电投资成本高, 以及风力发电设备并不能保证全年发电和满额发电等因素, 不仅使得风力发电的可靠性受到质疑, 而且对于经济实力相对较弱的地区, 风力发电不能很好地进行推广。
2.3 风力发电的成本较高
由于风力发电技术仍存在一些不足, 使得在风电场运行的许多风力发电机组频繁出现故障, 因维护费高昂和维修工作异常艰难, 也造成了风力发电成本高和效率低的现状。
2.4 风能资源数量不清
目前风能资源的评估主要是利用10m高度层处的测定资料, 在此高度层处获得的风能资源不能使得风电场全年发电或满额发电。因此, 有必要进一步展开风能资源的调研与评测。
2.5 风力发电对电网电压有一定的影响
由于风力发电的有功功率, 通常会使得电压升高, 而无功功率的消耗, 又会引起电压的降低。而因风能的间歇性等因素, 造成风力发电常在有功功率与无功功率之间转化, 即电网电压的闪变, 从而风力发电对并网电能的品质造成一定的影响。因此, 随着风电装机容量的逐年增加, 有必要认真考虑电网规划与调度。
3 解决风力发电中不足的建议
(1) 对于处在高风速强风地带的风电项目, 对风力发电机的功率调节方式不断进行创新和改进, 实现发电量的最大化和延长风力发电机的使用寿命;对于处在中低风速或弱风速带的风电项目, 可调节风机叶片长度的风塔的高度, 使其长度和高度最优合理化, 实现该地带风能的最大化利用。
(2) 为进一步提高风力发电效率、降低成本、改善风电质量、提高风电可靠性以及提高风能利用率, 大型风力发电机组应向增大机组容量、优化功率调节方式、运行智能化、变速运行等方向发展。
(3) 加强风电场的建设管理, 加大风能资源的勘察和调研, 确保开发利用的风能资源质量, 从而保证风力发电的质量与数量;并且合理选择风电场的位置, 以及根据不同的条件选择合适的风机装机点和型号。
(4) 提高风电发展的战略意识, 制定正确的战略规划、有效的激励制度和扶持优惠政策, 以及加强风电发展的宣传力度。同时, 加强风能资源的开发利用的理论研究和风力发电技术的不断创新。
4 风力发电行业的发展前景
随着能源短缺压力的日益增加、可持续发展的需要和环境保护意识的增强以及相关政策的提出, 开发利用新能源已成为一种必然的趋势。风能作为一种清洁无污染的可再生能源, 随着可再生能源法的实施, 我国的风能利用已步入了快速发展的阶段, 不论世界风力发电设备制造商还是投资者都纷纷看好中国的风力发电市场。因此, 无论从我国丰富的风能资源和新型能源的需求来看, 还是从环境保护和政策规定方面出发, 我国都应该加快风力发电行业的发展。通过进行大规模的风力发电开发和建设, 不断对风力发电技术创新和改进, 不仅有利于实现风能资源的最大化利用, 而且有助于不断提升国民经济效益和社会效益。同时, 从以下两方面也体现了我国风力发电行业具有大好的发展前景以及发展风力发电行业已是必然趋势:
(1) 随着广大农民生活水平的不断提高, 用电量将会不断增加, 并且广大农民都深切希望用电能连续不断。因此, 随着用电量的增加, 能源的需求量将大大增加, 风能作为清洁无污染的可再生能源, 其开发利用的程度将会不断加大。
(2) 随着我国《可再生能源法》以及环保等其他法规政策的制定, 会伴随着诸多措施和优惠福利等相关政策的提出, 这也将有助于提高风力发电行业的生产积极性, 不断促进风电行业的发展。
因此, 不管是从能源的需求来看, 还是从环保和其他相关政策的角度出发, 风能的开发利用都将是我国重点建设的行业, 风力发电行业都会有广阔的发展前景。同时, 合理有效的开发利用风能资源, 这不仅对提高风力发电效率、降低成本和促进风电行业的发展具有十分重要的意义, 对我国的环境保护、能源结构调整和缓解能源压力等方面也有重大贡献。
参考文献
[1]Global Wind Energy Council.Glogal Wind 2006 report.http://www.gwec.net.
[2]薛桁, 朱瑞兆, 杨振斌, 等.中国风能资源储量估算[J].太阳能学报, 2001 (2) .
[3]中国可再生能源学会风能专业委员会 (Chinese Wind Energy Association, CWEA) , 2016.
[4]风电产业咨询周刊.风电设备国内外发展两翼齐飞国产化程度提高[EB/OL]. (2014-11-07) .[2016-03-26].
[5]国际新能源网.到2020年欧盟的风电装机容量将达210GW[EB/OL]. (2015-11-19) .[2016-03-26].
人类对于风能的利用始于很久以前,最早可追溯到公元前3000年,可以说人类对于风能的利用与关注从那时就开始了,而风能真正用于发电是在19世纪。丹麦建成了世界上第一个风力发电装置。但在其后的一段时间,世界对能源的需求经由煤、石油的开采而得到满足,加上技术的不成熟,风能发电并没有得到及时的发展。
受1973年世界范围内的石油危机和空气动力学理论的发展的影响,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,人们开始重新审视新能源,再次将视线转向风力。风电以其自身独有的优点,作为新能源的一部分,有了新的快速的发展。因此风能发电设施日趋进步,大量的生产降低了成本,风力发电也被普遍应用。从1981年到1992年风力发电量的增长率达到了13%。到2008年,全球以风力产生的电力约有94.1百万千瓦,这已超过全世界用电量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源,但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。而目前风电保持着每年30%的增长率,大有与其他发电行业相媲美的趋势。
目前风电成本已接近常规发电方式,风电规模也受国家政策及能源发展趋势的影响高速扩大,风电技术得到明显提高。在2003年底,我国就已建成并网型风电场40座,累计运行风力发电机组1042台,总容量达567.02MW,世界各地的风电场更是数不胜数。虽说我国的风电技术有明显提高,但较之世界发展水平就远远落后,特别是一些发达国家。我国一些风机依赖于国外进口或者与外商合作生产,现在生产的最大风电机组功率接近1000千瓦,国际主流机型兆瓦级风电设备在我国仅仅处于研发阶段。这说明风电在我国还有非常广阔的发展空间。
我国是世界上风能最为丰富的国家之一,风力发电对于我国乃至全球都具有十分广阔的发展前景。首先,风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对于沿海岛屿,交通不便的边远山区及地广人稀的草原牧场,远离电网或短期内电网还难以达到的农村、边疆,它是解决生产和生活能源的一种可靠途径,风电的发展具有重大的意义。其次,过去几十年经济的高速发展,致使环境受到严重的污染。目前减少二氧化碳排放成为全世界关心并要求共同实现的目标,因此具有节能减排特征的风能的应用成为近来能源发展的方向。
风电的发展不仅与大气环境相适应,与国家经济、世界安全也是分不开的。一直以来风电的发展都受到世界经济和其他能源的重大影响。就目前而言,风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式。随着风轮机的大型化、高效化,风力发电的成本在不断下降,风电价格已能与石油、煤、天然气这些不可再生能源发电及核电竞价。
21世纪是高效、洁净、安全、经济可持续利用能源的时代,世界各国都在向此方向发展,都把能源的利用作为科研领域的关键予以关注。而通过历史的筛选,及近年来全球新能源的发展动向,我们可以看出风能将成为能源开发的重要角色,而风电也将随之得到极大的发展。
【报告来源】前瞻网
【报告内容】中国水力发电行业需求潜力与前景预测分析报告前瞻(百度报告名可查看最新资料及详细内容)
我国水能资源丰富,不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率较低,水力发电前景广阔。未来随着能源结构的调整,水能作为一种可再生的新能源,取之不尽,用之不竭,发展水力发电就显得特别重要而紧迫。
-我国水力发电装机现状
近年来我国水力发电装机容量占比有逐渐下降趋势。截至2012年底,我国水力发电装机容量24890万千瓦,占电力装机总容量的比重为21.77%。其中,抽水蓄能装机容量达2031万千瓦,占比为8.16%。
2012年,全年6000千瓦及以上电厂发电设备平均利用小时数为4572小时,较2011年降低158小时。其中,水电设备平均利用小时3555小时,同比增加536小时。
预计未来几年,受国家节能减排力度的不断增强、新能源发电的快速发展等因素影响,水电装机容量在不断提升的同时,在整个电力装机容量中所占的比重会逐渐下降。
-水电开发仍存市场空间
数据显示,近年我国主要发电方式中,核电和水电的毛利率相对较高。具体看来,2012年,我国水力发电的毛利率最高,为43.33%;其次是风力发电,毛利率为41.37%;核电的毛利率为40.89%,火电的毛利率仅为13.43%,相对较低。
摘要:为解决传统能源污染环境较严重及其利用率不足的问题,各国均大力倡导开发新能源,发展低碳电力。风能作为一种无污染、可再生、占地少、开发利用技术成熟的新能源,在世界各国得到了发展和利用。阐述了中国的风电发展现状,回顾了世界风电的发展,从环境、经济、产业等方面与其他部分发电方式对比,分析风电的优势。
关键词:风力发电、发展、综述、优势
引言:风能是一种洁净的、储量极为丰富的可再生能源,受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动,自20世纪70年代中期以来.世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。风能将是21世纪最有发展前景的绿色能源,是人类社会可持续发展的主要新动力源。尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右,但装备制造水平与装机总容量与发达国家还有较大差距。我国现有风电项目的设备98% 是进口的,有一半资金利用的是国际组织和外国政府的赠款或贷款。从我国的风电发展道路看我们还处于技术示范阶段。从国产机组商业化发展途径看,我们正在技术示范的开始阶段。风电相比于目前处于主导地位的火电、水电、核电有其优势的一面,文章中将进行具体分析。
1、风能
风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。目前世界环境情况正在日益恶化,其中,利用煤炭、天然气、石油等燃料发电所产生的温室效应是一个重要因素,而核能发电则面临核废料的处理问题,不利于环境保护。随着世界性能源危机的加剧和全球环境日趋污染,许多国家都更加重视洁净的 新能源和可再生能源的研究、开发和利用。风能作为清洁、可再生能源具有许多优点:取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、分布广泛、分散使用、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生。就世界范围而言,风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电几乎不消耗矿物质和水资源,与常规燃煤、燃油发电方式相比,具有可减排烟尘及污染物、调整改善电力工业结构、推进技术进步等各种优点,风力发电的经济指标逐渐接近清
洁煤发电。因此备受世界各国的关注,目前已在世界上几十个国家得到了 广泛的开发和利用。
2、世界风电发展状况
作为最具竞争力的新能源类型之一,风电不仅在能源安全和能源供应方面扮演着重要作用,也在经济增长、大气污染防治和温室气体减排中扮演了重要作用。美国、德国、法国、丹麦等发达国家都对发展风能投入了高度的关注,并积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施,极大地推动了世界风电产业的发展。今天,各国风力发电工业正以其不同的方式在提高,风力发电的经济性,各国公司都在想方设法提高现有的技术水平,选择最优秀的设计方案。根据统计报告:截止2009年底,全球风电装机容量达到1.58亿KW,累计增长率达到31.9%,全球有超过100个国家涉足风电开发,其中有17个国家累计装机容量超过百万千瓦。世界风电行业不但已经成为世界能源市场的重要成员,并且在刺激经济增长和创造就业机会中正发挥着越来越为重要的作用。
3、我国风电发展
3.1发展历史
我国从上世纪50年代就开始了风力发电的研究和实验,70年代中期内蒙古进行了风力发电机的制造和使用,1978年,原水利部将研制风力发电作为国家重点科研项目,1983年又开始了风力发电的实验和推广,进入90年代风力发电由试验阶段步入商业化阶段。1986年4月,中国在山东建设成 第一个示范风电场,开启了中国风电发展之路,从此我国风电事业迅速发展,2005年,《可再生能源法》颁布实施,法律和政策明确支持风电等新能源的建设,风电发展进人快速阶段。截止2009年年底,中国陆地装机已经超过25.0G W,位居全球第二。
3.2风能资源利用状况
我国风能的实际可开发总量是 253GW,东南沿海及附近岛屿,新疆、内蒙古和甘肃河西走廊,东北、西北、华北和青藏等地区属我国的风资源丰 富区,每年风速在 6 m/s以上的时间近4000 h左右。一些地区年平均风速可达 7 m/s以上,具有很大的开发利用价值。2004年底,我国在14个省市、自治区共建设有风力发电场43座,这些风电场主要分布在“ 三北” 地区和东南沿海,总装机规模达764.37MW,占我国电力总装机规模的0.17%,电量只占总电量的0.08%。2004年较2003年新增风电机组250台,新增装机容量197.35MW,年装机容量增长率达34.8%。2005年底,风力发电总装机达到1262.26MW,比2004年增加498MW。预计到201
5年底,全国风电总装机规模达到15000MW,重点建设东南沿海和河北(包括北京)等地的风电项目,同时在东南沿海开展海上风电项目的建设。到2020年底,争取风电总装机规模达到30000 MW,重点建设若干100万kW 级大型风力发电基地,并在近海海域建设若干个海上风电项目。
3.3风电的政策扶持
我国主要从两个方面扶持风电行业,一方面通过财政补贴、电网全额收购以保证风力发电项目合理盈利,从经济上进行促进。另一方面是在国内市场启动同时,扶持风机制造业发展,为中长期风电产业发展奠定基础,归纳为以下四点:
(1)风电能源全部上网
2006年1月1日开始实施《可再生能源法》,该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便,并全额收购符合标准的可再生能源电量。
(2)财税上扶持
考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高,为加快技术开发和市场形成,《可再生能源法》规定设立可再生能源发展专项资金,为可再生能源开发项目提供有财政贴息优惠的贷款,此外,对风电按8.5%的税率征收增值税。
(3)风电特许招标政策
2006年1月,国家发展和改革委员会出台《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,提出了风电电价确定的原则,即对风力发电项目的上网电价实行政府指导价,电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定。
(4)国产化率要求
2005年7月国家出台《关于风电建设管理有关要求的通知》,明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上,未满足国产化率要求的风电场不许建设,进口设备要按章纳税,在政策扶持下,2010年风机国产率已达到85%.3.4风电发展困难
3.4.1 产能相对过剩
风力发电是每个国家鼓励发展的新兴产业,近几年,在中国产业政策支持和技术进步的推动下,风力发电成为社会投资热点,然而在一些建设项目上由于没有严格按项目建设程序审批,对风力发电项目呈现非理性一哄而上、重复建设和低水平扩张的状态,甚至是恶性竞争,这致使风电在一定程度上出现相对过剩。
3.4.2 依赖进口技术
在风力发电机的核心技术和关键零部件方面,中国国产技术工艺水平与欧美相比还存在着较大的差距。目前,我国风能发展中技术创新还很薄弱,缺乏有自主知识产权的核心技术。因此各风力发电企业大都走的是引进路线,严重依赖进口,进口以后不加以改造就直接安装运行,缺乏核心技术和自主创新能力,致使风电成本居高不下,风电价格居高不下,行业利润普遍较低。
3.4.3 风电的不稳定性
常规电力系统中,发电厂根据电网的电压波动和频率波动,负载情况随时调节。这对维持系统电压和频率的稳定有着重要的意义。然而基于风能不稳定,波动大,季节影响性大等诸多特点,现行的电网运行规章在这一点上一般对风电场并没有要求。
3.4.4 环境不良影响
风电对环境的不良影响主要有:噪声,电磁辐射,安装和检修风机形成的油污染,对生态植被的影响,建设对鸟类的影响,风能作为清洁无污染的能源,然而风电设备的建造却面临着难以解决的环境问题。
4、风电的优势分析
4.1环境优势
相对于火电,风电对环境的正面影响是不会向大气排放氮氧化合物、二氧化硫,以及粉尘等污染物和二氧化碳。现代火电厂对于煤的脱硫脱氮处理有一定办法,但是对于温室气体的主要原因二氧化碳却不能有效减排,风电不排放有害气体,是其作为清洁能源的主要原因之一,发展风电对于减少排放温室气体,抑制全球气候变暖带来的危害具有重要作用。另外,风能相对于煤炭,属于可再生能源,当今世界走可持续发展道路成为世界各国的共识,对于火电等,属于消耗化石能源的不可持续发展模式,20世纪以来,全球化石能源使用量急速上升,化石能源面临枯竭。而风能取之不尽,用之不竭,符合可持续发展的环境要求。
核电曾因一度作为清洁高效能源,世界各国争相投资发展,但是自从2011年3月日本福岛核电站泄漏事故开始,人们开始对核电的环境问题展开思考。核电站反应堆发生事故时,大量放射性物质会通过各种途径排入环境。反应堆排出的废液和废气中的放射性核素,1986年4月26日,前苏联(现乌克兰境内)的切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸,8吨多强辐射物质倾泻而出,使5万多平方公里的土地受到污染,320多万人遭受核辐射的侵害。
事故发生后,发生爆炸的4号机组被用钢筋混凝土封起来,电站30公里以内的地区被定为“禁入区”。20多年过去了,这场核事故造成的生态灾难后果远未消逝。据不完全统计,目前乌克兰共有包括47.34万儿童在内的250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多,部分东欧国家也受到一定程度的核污染。大量的放射性核素碘-131和衰变期很长的铯-137通过空气的流动扩散,严重污染了事发地点周边的空气、土壤和河流,破坏了当地自然环境以及生态系统。据估测,事故的后果还要经过一个世纪才能完全消除。相比于核电事故对人类和环境带来的巨大危害,风电设备即使发生严重事故,对环境造成的影响也是十分微弱的,符合安全能源的要求,这也是福岛核电站事故后世界各国由核电转向对风电大力发展的重要原因。
4.2经济优势
风电价格较高,被认为是影响风电发展的重要因素。
目前风电的价格比火电的价格高出一倍多,但人们忽略了其背后的社会成本,而仅是习惯性地考虑企业成本。如果算入环境污染等其他成本,风电要便宜得多。从趋势上看,风力发电成本呈下降趋势,目前已经下降到每千瓦/时0.5~0.6元,这已经是风电的全部成本。随着技术的进步,成本还会进一步下降。与火力发电相比,风电还有一个最大的优势是其环境效益。目前火力发电的不完全成本已经达到每千瓦/时0.2~0.3元,这其中不包括所排污染物的处理成本,而且,火力发电还受到化石能源价格浮动的影响。风能取之不尽,没有原料成本。风力发电1亿千瓦时,可节约3万吨标煤,减少9万吨二氧化碳的排放,节约淡水20多万立方米。这些能源与环境因素折算成经济效益的话,风电要比火电经济优势明显很多。
再以水电价格为例,它比风电低很多。但水电价格机制未能全面反映电力供求关系、水资源价值和水电开发环境损害成本。现行的水电上网价格根本不足以支撑水电站建造的移民补偿和环境保护成本。另外,水电站建造的一次性经济投资和人力投资远高于风电站建造,并且消耗大量时间,对周围居民的影响更是不可补偿。就开发现状和趋势而言,第一,水电本身已经很少有可供开发的新资源,例如广西水电资源已接近饱和开发。第二,水电并购的成本非常的高,难度也很大。第三,水电价格长期的偏低,导致水电营业一直处于保本的边缘。由此可见,风电比水电经济效益更好。
4.3产业优势
相对于发展时间较长的火电产业和水电产业,风电属于新兴发展产业,其前景及潜力远远高于其他电力产业。就目前而言,风电产业已经具备了三大市场条件推动产业提速:
首先,行业增速放缓。经过近5年每年超过100%的市场扩张,今年风电市场迎来一个明显的转折点。2010年中国风电年新增装机增长50%,2011-2012年增速小幅放缓至30%。
其次,产品价格低。就目前的价格水平,下降空间已经不大,可以看作行业价格的底部区域,已经接近市场可接受价格范围。
第三,行业集中度进一步提高。便于风电产业集中发展。
另外,风电正属于高速发展期间,其发展潜力远高于其他电力产业。对于风电相关产业,如主要的零部件制造商,齿轮箱、电机、叶片、电控系统、变压器、轴承等,相比于其他电力产业,风电制造业有着广阔的发展前景,这些相关产业能带来巨大效益,也能提供很多工作岗位,为提高我国就业率,拉动地区经济发展的提高带来巨大积极影响。
结语:能源节约与资源综合利用是世界经济和社会发展的一项长远的战略方针,风能发电具有巨大的发展前景,大力发展风力发电既可以减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺压力。我国的风力发电发展已经上路,国家政策支持及时到位,为大力发展我国风电事业奠定了坚实基础。对于风电发展面临着的问题,首先政府要给风力发电的发展给予一定的鼓励政策。其次要实现风力发电及大型风力发电装置国产化,降低成本,否则风力发电的发展仍会受到严重制约。三是引进技术,因地制宜,按不同的地区选择不同的建设规模。风力发电具有其他电力行业无可比拟的优势,无论是从环境、经济、产业上,经过分析都可以得出风电为目前最具有发展潜力和发展必要的可持续发展行业。相信我国会乘着风电发展的浪潮,让我国风电事业发展迈向新的台阶。
参考文献:
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余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能,还有利于环境保护。余热是在一定经济技术条件下,在能源利用设备中没有被利用的能源,也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等。
节能减排是我国乃至全球的一项长期战略,余热发电行业的发展对于国家实现节能减排的目标有着显著作用,具有良好的经济效益和社会效益,属于国家鼓励发展的行业。近年来,我国传统产业的工艺技术装备水平已经大幅提升,要实现这一目标只能从现有的装备节能中寻求突破。在工业节能中,潜力最大的方式是余热余压的利用。
我国余热发电行业处于良好的市场环境之中。一方面,国家政策红利不断;另一方面,国内外市场需求旺盛,市场空间巨大,该行业未来的发展前景十分广阔。预计到“十二五”末,我国余热发电装机容量将超越三峡电站,相当于现有核电装机总容量的2.4倍。
《2013-2017年中国余热发电行业在化工领域需求潜力与投资商机分析报告》 在大量周密的市场调研基础上,主要依据了国家统计局、国家商务部、国家发改委、国务院发展研究中心、中国海关总署、化工行业协会、国内外相关刊物的基础信息以及化工行业专业研究单位等公布和提供的大量资料,结合深入的市场调查资料,立足于当前金融危机对全球及中国宏观经济、政策、主要行业的影响,重点探讨了余热发电行业的整体及其相关子行业的运行情况,并对未来余热发电行业的发展趋势和前景进行分析和预测。
报告数据及时全面、图表丰富、反映直观,在对市场发展现状和趋势进行深度分析和预测的基础上,研究了余热发电行业今后的发展前景,为企业在当前激烈的市场竞争中洞察投资机会,合理调整经营策略;为战略投资者选择恰当的投资时机,公司领导层做战略规划,提供了准确的市场情报信息以及合理的参考性建议,本报告是相关企业、相关研究单位及银行政府等准确、全面、迅速了解目前该行业发展动向、把握企业战略发展定位方向不可或缺的专业性报告。
前瞻网的《2013-2017年中国余热发电行业在化工领域需求潜力与投资商机分析报告》对余热发电从基本定义、工艺流程、余热发电行业概况、重点余热发电项目、水泥行业余热发电、钢铁行业余热发电、玻璃行业余热发电、重点企业、前景趋势等多方面多角度阐述了余热发电的市场状况,并在此基础上对余热发电进行了投资分析。
关键词:风力发电,双馈式风力发电机,电流频率,变流器,变频器,发电技术
引言
全球能源危机及环境污染使得人们开始重视各种可再生清洁能源, 随着科技水平的提升, 风力发电发电技术不仅受到关注, 而且其发电量在整个电力系统中占据的比重越来越大。风力发电借助于风力来推动叶轮的转动, 为风力发电机提供能量, 从而将其捕获的风能先转化为机械能, 再进一步转化为电能, 最后经变流器、变压器等将其并入电网。但是, 现今风力发电的过程中依旧存在着诸多技术问题, 并制约了全球风力发电技术的进一步发展[1,2,3,4,5]。
1 双馈式风力发电机运行机理
双馈式风力发电机一般由转子、定子与气隙三部分构成。在发电机的铁心上也分布着同种形状的凹槽, 主要作用在于嵌入定子绕组, 并使得通过定子的电流有效产生旋转磁场。转子中同样嵌入了由绝缘导体构成的三相绕组, 并将其连接到转轴上的集电环, 再借助于电刷将其引出。在一般的工作情况下, 直接将转子用变换器连接到电网中, 从而借助转子供于交流磁场。图1所示为双馈式风力发电系统结构图。
1.1 机体工作原理
双馈式风力发电机在实际工作过程中, 通过不同构件间的相互作用实现了能量转化, 为发电机正常工作提供了可靠保障。其主要工作原理是:通过叶轮的实际作用, 将风能转变为风轮转动惯量, 并在主轴传动链的作用下, 逐渐提高齿轮箱运行速度, 直到其满足发电机正常工作速度。此时, 通过励磁变流器的励磁作用, 将发电机定子电能在一定时间内全部并入电网。当风力发电机实际转速超过发电机同步转速时, 转子将处于发电状态, 利用变流器向电网馈电。同时, 通过齿轮作用实现齿轮箱速度的动态变化, 在保持电机高速运转的同时, 结合变频器的作用输出稳定的正弦波, 促使转子侧可以发出电流, 保持风能高效利用。
定子与转子中电流所产生的磁场是相对静止的一种状态, 而在发电机转子变化频率不变时, 发电机转速与转子电流频率之间的关系为
其中, f1为定子电流频率, Hz;f2为转子电流频率, Hz;p为发电机自身的磁极对数;n为发电机工作过程中的转子转速。分析式 (1) 可以得知, 在发电机转速发生变化时, 可以通过转子电流频率的调节来保证定子电流频率的稳定, 从而确保整个定子的电流频率能够与电网频率保持一致, 并进一步实现变速恒频控制。
根据转子转速的区别, 一般也将双馈式发电机分为三种运行状态, 即亚同步状态、超同步状态与同步状态。在研究过程中, 用P2表示发电机发电轴上的机械公路, 用Pem表示从转子传递到定子上的电磁功率, 用s Pem表示其转子输入输出的所有功率。具体如图2所示。
1.2 变流器工作原理
双馈式异步电机定子绕组需要连接在电网中, 而为了充分产生交流励磁, 就需要将电子绕组连接在一个具有可调频率的三相电源上。当负载变化引起了转子电流频率进一步变化时, 就能够有效改变励磁电流频率, 并且使得定子输出频率不会随着转子的变化而改变, 有效保证定子输出频率的稳定性, 并充分保证其频率与电网频率保持一致。而在此过程中, 借助于变流器的种种功能, 在能够很好地保证风力发电机在变速的同时, 输出频率也保持不变。目前我国在风力发电过程中, 经常用到背恒压源PWM进行电路调制, 从而发挥变流器的角色。在实际应用过程中, 通常会用到两组PWM进行电路调制, 并且将其靠近电网的部分称为网侧变流器, 而靠近转子侧的则称为转子侧变流器。
在电机工作与亚同步运行状态中, 电网通常会借助变流的方式向转子回路进行供电, 这时网侧变流器就会处于整流状态中, 而转子侧变流器则工作在逆变状态中。在电流经过变流器后, 就能够有效控制其幅度、相位及频率, 并使得定子电流达到恒定状态。而当电机处于超同步工作状态时, 网侧变流器处于逆变工作状态, 并且转子侧变流器处于整流状态。转子回路则借助于变流器的变流作用, 向电网合理回馈工频电能。
1.3 控制方式
双馈式风力发电机与绕线式感应发电机的工作原理非常相似, 都是将电子绕组连接到对称的三相电源上, 并且电源频率相对固定。但这两者之间还是存在较大区别:双馈式风力发电机转子绕组还需连接到一个可以调节频率的三相交流电源上, 并且借助于变频器提供一个频率相对较低的电流。
一般情况下, 电网对电能的要求在于上网电压的变化率与其频率的变化率, 其大小都与发电器的输出电压有着很大关系, 这也就要求对发电机的输出电压进行有效控制。在双馈式风力发电机中进行电压控制的主要方式在于借助变频器对励磁电流进行幅度、频率以及相位三者的合理控制, 并且有效调整励磁控制器的给定值, 从而达到变速、恒频的目的。一般情况下, 转子侧的励磁控制器需要进行下述几方面的控制:①转子转速快慢往往直接影响整个转子电压的频率, 因此应当确保转子转速能够保持在一定范围之内;②利用定子输出有功功率的调节, 能够很好地改变整个转子电压所在相位, 这就需要保证定子有功功率达到励磁控制器所能够控制的有功功率;③通过对定子上无功功率的调节, 能够有效进行转子电压幅值调节, 因此在励磁控制器工作过程中, 应当保证定子输出电压能够快速跟踪到励磁控制所给定的电压值。
2 前景展望
随着我国制造工艺及复合材料的不断发展, 风力发电机的单机容量得到了迅速提高, 有效降低了整个风力发电的成本。20世纪80年代, 商品化的风力发电机组容量仅有55 k W, 而现阶段有些厂家甚至已经研制出容量达10 MW的风力发电机, 且必将继续增大。
发电机容量、变频器容量、发电机机械强度等都可能会影响或限制风力发电机正常工作, 具体工作过程中经常会出现实际风速大于额定风速的情况。为保证风力发电机正常工作, 应采取合理的功率调节手段调整其风能捕捉效率。一般情况下, 功率调节主要有变桨距失速调节、主动失速调节、定浆距失速调节等方式, 能够更好地将风力发电机接收的风能始终控制在一定负荷范围之内, 保证设备正常工作。
就运行方式而言, 电网运行频率是恒定的, 这也就要求发电机能够保持输出频率恒定。在早期的恒速、恒频状况下, 通常会采用主动失速调节等方式的风力发电机进行频率的恒定保持。而在现阶段中, 通常会采用双馈电机, 借助于风速的反馈信号来对控制变频器进行有效控制, 从而调整整个绕组电流的变速能力, 并且使得系统能够进一步保持恒频运行状态。未来双馈式风力发电机将会进一步向着变速运行的方式转变。
风力发电机主要有两种驱动方式, 即双馈式和直驱式。双馈式指通过齿轮箱的多级变速进行双馈异步发电机的驱动, 是目前我国风力发电过程中最为常用的一种驱动形式, 其缺点是由于叶轮与风力发电机两者之间变速齿轮箱的存在, 导致噪音较大、磨损严重等, 降低了风电转换效率。为了减少机械磨损, 需要定期润滑、清洗、维护。随着齿轮箱技术的不断发展, 齿轮箱效率的增加也使得双馈式风力发电效率进一步提升, 同时由于整机可靠性、环境适应能力及价格成本等方面的优势, 技术日益趋于成熟, 使得现在全世界风力发电机组中双馈式风力发电超越直驱式, 成为优先采用的技术方案。未来, 随着相关技术的进一步提高与成熟, 双馈式风力发电必将绽放更大的光彩。
3 结束语
随着技术创新步伐加快, 双馈式风力发电机技术研发在发电机容量、变频器容量、发电机机械强度、运行方式、驱动方式等方面持续得到了改进, 将使得风力发电——这种清洁可再生能源的制造方式所占据的比例越来越高。
但现阶段所采用的双馈式风力发电机技术中依旧存在着许多不足, 阻碍了其进一步发展。本文就双馈式风力发电的相关运行机理进行了分析, 并就其未来发展趋势展开了简要阐述, 希望为我国的风力发电工作提供理论帮助。
参考文献
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关键词:风力发电企业;会计管理;现状;策略
一个企业在发展过程中,会计管理工作是贯穿始终的。尤其是对于风力发电这样的大型企业来说,企业发电成本低、环保节能的特点使其受到国家的重视,这也离不开企业的高效的会计管理工作。只有加强会计管理,采取积极有效的措施从各方面帮助企业降低成本,强化会计监督,完善内部会计管理制度,才能从根本上提高企业经济效益。但是由于地域跨度大,建设周期短,很多风力发电企业开始并网,使得企业在生产经营管理过程中,会计管理工作出现一些问题,制约着企业整体工作效率的提升。那么,在新时期,风力发电企业如何通过加强会计管理来优化企业经济活动流程,提高会计信息质量,降低企业生产成本,从而提升经济效益,是现阶段风力发电企业会计管理工作人员要解决的一个关键问题。
一、风力发电企业会计管理的现状及存在的问题
(一)缺乏对会计管理工作的重视。对于风力发电企业来说,企业领导和管理者都将大部分精力放在了企业的生产经营方面,再加上近年来风电行业陆续并网,导致企业管理面临着地域跨度大,管理不方便等问题,因而使得会计管理工作受到忽视。会计管理是保障企业各项生产经营活动科学有序开展的基础性工作,但是发电企业往往将会计管理工作当做生产经营活动的辅助,是简单的企业收支活动,因而对会计人员综合素质和业务能力也没用提出较高的要求,导致企业的会计管理工作缺乏规范性,随意性较强,很容易出现财务和会计方面的漏洞或威胁,最终影响风力发电企业的稳定持续发展。
(二)会计监管制度不完善。随着风电并网的进一步推进,风力发电企业的会计管理工作变得更加复杂,尤其是随着业务范围和业务内容的扩展,使得会计核算工作难度也日益加大,需要一套完善的监管制度来保证会计管理工作的高效开展。但是从目前的情况来看,风力发电企业在开展会计管理工作过程中随意性较大,没有建立一套切实可行的会计监管制度,导致会计管理工作开展缺乏规范性和制度性,不能按照特定的程序来开展,影响了会计管理工作的整体效率。即使部分风力发电企业制定了一定法监管制度,但是在执行过程中落实不到位,同样不利于会计管理工作的高效开展。比如,部分职业道德素质低下的工作人员为了一己私利伪造或篡改会计信息,这时候没有严格的监督机制作为保障,就很可能造成企业的财务信息失真,甚至影响企业的决策计划。
(三)会计工作人员综合素质有待提高。部分企业为了节约成本,在招聘会计工作人员时对其综合素质、学历等都没有提出很高的要求,导致企业现有的会计工作队伍整体素质不高,有的是非会计专业的人员,缺乏必要的会计基础知识;还有的是缺乏必要的工作经验和工作技能,不能很快的胜任企业的会计工作,导致企业会计工作整体效率偏低,不能及时的发现企业生产经营过程中存在的会计问题,也不能为企业的决策发展提供必要的数据信息支持,非常不利于企业的高效发展。
二、加强风力发电企业会计管理工作的策略
(一)更新观念,从根本上提高企业整体会计管理意识。要想切实发挥会计管理工作在风力发电企业发展中的作用,首先就要求企业的管理者和工作人员更新观念,提高会计管理意识,明确各方责任。首先,企业要根据自身生产经营是实际情况以及市场环境发展现状对企业员工展开教育培训,丰富企业员工会计、税法、财务等方面的知识,使企业各部门积极配合会计管理工作的开展。其次,还要加强会计基础工作建设,健全企业内部会计管理机构,优化人员结构,明确各会计岗位人员的职责,规范会计工作流程,严格按照会计法律法规和准则来制定和完善会计管理制度,使企业的会计管理工作模式得到进一步优化。
(二)强化会计监督管理工作。针对目前风力发达企业会计管理过程中面临的会计监管机制不完善的问题,需要企业采取有效的措施加以改进。首先,由于风电企业前期投入较大,建设周期较短,因此必须要建立严格的会计监督机制,尤其要强化对资金的管理,对会计管理相关的工作流程、业务类型、经办人等都进行明确的规定,强化对会计核算的监督,使企业资金最大限度是发挥效用。其次,要完善考核制度,将风力发电企业会计管理工作纳入到年度考核中去,通过考核管理提高工作人员对会计关注的重视,从而规范会计操作。另外,在后期生产和销售电力的过程中要建立严格的岗位责任制度,充分发挥财务、会计岗位之间的牵制作用,保证会计信息的真实性和完整性,从而为电力企业的健康发展提供保障。
(三)加强企业会计工作队伍建设。高质量的会计管理工作离不开一直高素质的会计工作队伍。因此,在新时期风力发电企业要加强会计工作队伍建设,不断提高会计管理人员综合素质。首先,会计工作人员要提高认识,在日常工作和生活中要不断学习优化自身的会计知识结构和技能水平,熟悉和掌握会计相关的法律法规,养成良好的职业道德,从而满足现代企业会计管理的需要。其次,企业要加强对会计人员的技能培训,除了必要的专业知识和操作技能培训之外,还要鼓励会计人员“走出去”,加强与外界相关人员的交流学习,多了解市场的发展变化;同时还要帮助会计人员树立信息意识,在新时期加强会计信息化技能的学习,从而更好的适应新时期的企业会计管理工作。
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