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技術(shù)進(jìn)步支撐低風(fēng)速開發(fā)經(jīng)濟(jì)性

2017-04-17 10:51閱讀數(shù):2403

中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會機(jī)經(jīng)網(wǎng)  發(fā)布時間:2017-04-17 10:10:55  來源:中國電力報


高塔筒技術(shù)、精細(xì)化風(fēng)資源評估推動低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展經(jīng)過多年發(fā)展,我國風(fēng)力發(fā)電已成為可再生能源領(lǐng)域技術(shù)成熟、具備規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。

高塔筒技術(shù)、精細(xì)化風(fēng)資源評估推動低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展經(jīng)過多年發(fā)展,我國風(fēng)力發(fā)電已成為可再生能源領(lǐng)域技術(shù)成熟、具備規(guī)?;_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。

“在‘十三五’期間,中國的風(fēng)電企業(yè)要以創(chuàng)新為核心目標(biāo)發(fā)展風(fēng)電技術(shù),這就意味著風(fēng)電企業(yè)在風(fēng)電設(shè)備的可靠性、智能化方面下足功夫,這就需要各種各樣的風(fēng)電技術(shù)來支撐當(dāng)前中國風(fēng)機(jī)向著大型化、精細(xì)化方向發(fā)展的趨勢。”在2017第九屆中國國際清潔能源博覽會同期召開的 “中國國際風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與設(shè)備研討會”上,中國風(fēng)能協(xié)會名譽(yù)理事長施鵬飛表示。

《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出以消納為導(dǎo)向,優(yōu)化調(diào)整發(fā)展布局,將風(fēng)電開發(fā)主戰(zhàn)場從“三北”地區(qū)適當(dāng)調(diào)整到消納能力好的中東部和南方地區(qū)。而低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高風(fēng)電機(jī)組低風(fēng)速環(huán)境下的風(fēng)能利用率,降低度電成本。由此可見,《規(guī)劃》對于“十三五”期間風(fēng)電發(fā)展方式不再以增速為目標(biāo),而是在保障適當(dāng)新增規(guī)模基礎(chǔ)上,更注重風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

增高塔筒來提升低風(fēng)速地區(qū)發(fā)電量

近來,單機(jī)容量越來越大、葉片越來越長、塔筒高度越來越高,已經(jīng)成為風(fēng)電行業(yè)一大趨勢。而對于低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)而言,增大風(fēng)輪直徑和增高塔筒高度是充分利用風(fēng)能資源,提升發(fā)電量的兩個重要技術(shù)手段。“在低風(fēng)速地區(qū)增加發(fā)電量,其中一種方式是把葉片的直徑加大,風(fēng)機(jī)的葉片越大,發(fā)電量就越大。但葉片直徑增加有其極限,過大的直徑將會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)載荷非常大,成本增加。而企業(yè)和投資者都希望在節(jié)約成本的基礎(chǔ)之上,獲得更高的風(fēng)速,更低的載荷。另一種方法,通過增高塔筒也能夠獲得更高的風(fēng)速,面對更小的湍流,還能降低風(fēng)機(jī)載荷。”MECAL(北京)工程技術(shù)有限公司(簡稱“MECAL公司”)總經(jīng)理奧云在會上表示。

隨著國內(nèi)高塔筒技術(shù)的成熟,使該技術(shù)應(yīng)用越來越普遍,為挖掘我國低風(fēng)  速市場的潛力,部分風(fēng)電企業(yè)已嘗試研究并獲得成果。MECAL公司也在其混合塔筒產(chǎn)品基礎(chǔ)上,研發(fā)出了增高塔筒技術(shù)。

奧云介紹說,以中國主流的2兆瓦的風(fēng)機(jī)為例,葉片的直徑現(xiàn)在達(dá)到120米的在低風(fēng)速地區(qū)非常普遍。如果風(fēng)機(jī)葉片120米,掃到下方時風(fēng)速非常低,受到的湍流很大,而上方的葉片,受到湍流較小,所以對于風(fēng)機(jī)整個的動態(tài)強(qiáng)度來說,扭曲和搖晃比較大。如果選擇增加風(fēng)機(jī)的塔筒高度后,葉片的上方和下方受力湍流的差就會變小,這樣對于中部的風(fēng)機(jī)整體的載荷變小,同時也可延長風(fēng)機(jī)壽命,因此,風(fēng)機(jī)的綜合成本更低。所以,在她看來,增高塔筒高度是在低風(fēng)速區(qū)獲得更多風(fēng)能的有效技術(shù)手段。

在整機(jī)商看來,決定技術(shù)路線市場接受度的其中一個重要因素是成本和經(jīng)

精準(zhǔn)評估風(fēng)資源降低建設(shè)與運維成本

如何有效選擇和評估風(fēng)資源,更精細(xì)化地分析風(fēng)資源數(shù)據(jù),為風(fēng)電場的選址,風(fēng)機(jī)的選型以及生產(chǎn)運營提供支撐。

隨著我國的風(fēng)電市場從“三北”地區(qū)加快向中南部低風(fēng)速區(qū)轉(zhuǎn)移,在低風(fēng)速區(qū)面對復(fù)雜地形以及不同地區(qū)相應(yīng)的自然災(zāi)害問題的預(yù)測也至關(guān)重要。

目前低風(fēng)速區(qū)風(fēng)電場的前期開發(fā)、風(fēng)資源的評估面臨諸多挑戰(zhàn)。例如,測風(fēng)塔的搭建難度大。單從測風(fēng)的角度來看,首先是低風(fēng)速。為了捕捉到更高風(fēng)資源,測風(fēng)塔的建設(shè)需要更高。這就涉及測風(fēng)塔加固和維護(hù)等問題。第二是災(zāi)害冰凍帶來的影響,像湖南和江西等地區(qū),冰凍災(zāi)害會導(dǎo)致出現(xiàn)倒塔,冰凍之后整個傳感器無法正常工作,數(shù)據(jù)采集質(zhì)量差對風(fēng)資源評估報告帶來負(fù)面影響。這些都是實現(xiàn)精細(xì)化風(fēng)資源評估需要一步步攻破的難關(guān)。

北京東潤環(huán)能科技股份有限公司(簡稱“東潤環(huán)能”)新能源并網(wǎng)產(chǎn)品線高級經(jīng)理冀偉超對于目前低風(fēng)速市場的風(fēng)資源預(yù)測面臨的挑戰(zhàn)在會上介紹了基于雷達(dá)加北斗傳輸機(jī)、云平臺數(shù)據(jù)處理的  風(fēng)資源一體化解決方案,東潤環(huán)能利用物聯(lián)網(wǎng)+風(fēng)資源評估,更敏捷地捕捉風(fēng)資源,精準(zhǔn)地預(yù)測和評估為風(fēng)電場投資者減少風(fēng)電場后期運維成本打下基礎(chǔ)。

據(jù)他介紹說,這個方案的特點是融合了雷達(dá)技術(shù)、北斗傳輸機(jī)云平臺計算技術(shù)三大技術(shù)最終形成一個整體的解決方案。

雷達(dá)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面具有突出的優(yōu)勢,雷達(dá)測風(fēng)可以在滿足精度要求的情況下,成本更低并且具備抗倒塔免維護(hù)的優(yōu)勢。

另外,在前期的風(fēng)資源的評估的過程中,可能存在二次搬運,其費用非常高。傳統(tǒng)測風(fēng)塔重量比較大,而雷達(dá)測風(fēng)塔重量的減輕,不僅降低了施工難度,施工成本以及二次搬運的費用也隨之下降。

另外,東潤環(huán)能物聯(lián)網(wǎng)測風(fēng)是基于云平臺做的嵌入式模塊開發(fā),云平臺功能是基礎(chǔ),云平臺承擔(dān)一個綜合監(jiān)控、數(shù)據(jù)的監(jiān)視校正,最后形成風(fēng)資源的評估。

而這些能力可以實現(xiàn)對風(fēng)資源數(shù)據(jù)的運維管控保證整個測風(fēng)數(shù)據(jù)自動化、智能化,面對低風(fēng)速區(qū)做到精準(zhǔn)測風(fēng),預(yù)測冰凍災(zāi)害地區(qū)的倒塔問題,更好地幫助投資者建設(shè)風(fēng)電場。

濟(jì)問題,雖然增高塔筒增加了原材料使用及基礎(chǔ)的投入,但塔筒成本僅占整體風(fēng)電項目投資的43%,故對整個風(fēng)電場投資影響不大。

“需要注意的是,在一些起伏山地等比較特殊的地形,增高塔筒不是一定能獲得更高的風(fēng)速,這需要對當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和地形條件進(jìn)行針對性分析,從而做出合理的風(fēng)機(jī)選型。”奧云表示。這不難看出,風(fēng)資源的準(zhǔn)確評估分析對風(fēng)電場的建設(shè)以及未來風(fēng)電運行的狀況有著重要意義。

 

 

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