一、國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)是世界上風(fēng)力資源占有率最高的國(guó)家之一,同時(shí)也是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2014-2018年中國(guó)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》資料統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)10m高度層風(fēng)能資源總量為3226GW,其中陸上可開(kāi)采風(fēng)能總量為253GW,加上海上風(fēng)力資源,我國(guó)可利用風(fēng)力資源約為1000GW。如果風(fēng)力資源開(kāi)發(fā)率可達(dá)到60%,僅風(fēng)電一項(xiàng)就可支撐我國(guó)目前的全部電力需求。我國(guó)利用風(fēng)電起步較晚,和世界上風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)、西班牙等相比還有很大差距。
風(fēng)電是20世紀(jì)80年代開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)的,初期研制的風(fēng)機(jī)主要是1kW、10kW、55kW、220kW等小型風(fēng)電機(jī)組,后期開(kāi)始研發(fā)可充電型風(fēng)電機(jī)組,并在海島和風(fēng)場(chǎng)廣泛應(yīng)用。
至今,我國(guó)已經(jīng)在河北張家口、內(nèi)蒙古、山東榮城、遼寧營(yíng)口、黑龍江富錦、新疆達(dá)坂城、廣東南澳和海南等地建成了多個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng),并且計(jì)劃在江蘇南通、灌云及鹽城等地興建GW級(jí)風(fēng)電場(chǎng)。
截止2007年底,我國(guó)風(fēng)機(jī)裝機(jī)總量已達(dá)6.05GW,年發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電量的0.8%左右,比2000年風(fēng)電發(fā)電量增加近10倍。2012年一年新增風(fēng)電裝機(jī)容量625萬(wàn)千瓦,比過(guò)去20年累計(jì)的總量還多,新增裝機(jī)增長(zhǎng)率約為89%。累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量約1215萬(wàn)千瓦,占全國(guó)裝機(jī)總量的1.5%,累計(jì)裝機(jī)增長(zhǎng)率為106%。風(fēng)電裝機(jī)主要分布在24個(gè)省,比2007年增加了重慶、云南和江西三個(gè)省。
二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展,適用于變速恒頻和直驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)將成為發(fā)展主流。為提高風(fēng)電系統(tǒng)的效率、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠運(yùn)行、降低成本、改善電能質(zhì)量、減少噪聲,風(fēng)力發(fā)電機(jī)將向著以下幾個(gè)方向發(fā)展:
(1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量大型化。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以減少占地量,降低成本和單位功率造價(jià),有利于提高風(fēng)能利用效率。1997年之前,全球MW級(jí)機(jī)組的市場(chǎng)份額還不到10%,2001年超過(guò)50%,2002年達(dá)到62.1%,2003年全球安裝的風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)1.2MW;我國(guó)風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量也從600kW逐步走向MW級(jí)。此外,海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)也需要單機(jī)容量更大的機(jī)組。可以預(yù)見(jiàn),兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將在風(fēng)電市場(chǎng)特別是海上風(fēng)電場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。
(2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)直驅(qū)式。目前絕大多風(fēng)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)與風(fēng)輪是通過(guò)變速齒輪相連而不是直接相連。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)不僅降低了系統(tǒng)的效率,增加了系統(tǒng)的成本,而且很容易出現(xiàn)故障。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn),省去變速齒?箱,減少了能量損失、降低了發(fā)電成本和噪聲。它不僅增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高了系統(tǒng)的效率和可靠性,而且特別適合于變速恒頻的風(fēng)電控制系統(tǒng),因此直驅(qū)式也成為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的主流發(fā)展方向。
(3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)刷化。無(wú)刷化可提高系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)免維護(hù),從而提高發(fā)電效率。
(4)風(fēng)力發(fā)電機(jī)永磁化。采用永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī),不僅可以提高發(fā)電機(jī)的效率,而且能在增大電機(jī)容量的同時(shí),減少體積,也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)之一。