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风电发展影响因素及节能减排效益探究

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摘要:风电对于人们而言并不陌生,它作为一种清洁能源而出现在人们的视野之中。

关键词:风电;节能减排;可持续发展

一、前言

在目前的世界资源排名之中,我国位列第七,这一数据排名极大的体现出我国自然资源总量的丰富。虽然我国资源总量多,但是在较大的人口基数之下,我国的人均能源资源的占有量相对于其他世界上的国家而言,处于相对比较匮乏的地位。随着国际社会的不断稳定,各国经济的迅速发展,我国的经济也在以令人欣喜的速度在逐步攀升,但是目前仍有许多制约着我国进一步发展社会经济,实现社会经济可持续发展的重要因素,这些因素之中,就有着一个不可忽略的因素——人均能源资源占有量相对不足。在这样的限制之下,我国的节能减排事业迅速的被提上了社会发展的政治日程。虽然现在世界上使用数量最多的能源资源仍然是传统的化石能源,诸如煤炭、石油等,但是这些化石能源是不可再生的,用之有尽的,因此人们慢慢的将目光转移到风能、潮汐能等清洁的可再生能源上,他们不仅取之不尽,用之不竭,而且在使用是,也不像化石能源那样产生许多的污染,而风能作为清洁能源中相对而言较为稳定,技术上能够实现对其利用的清洁资源之一。在我国现在的疆域内,尤其是陆地上,可以为人们开发并加以利用的风能资源多达6-10亿KW,如果我们能够对这些风能资源进行充分的利用,那么风能将极大的发挥出在节能减排方面的作用,为我国经济社会的可持续发展贡献出巨大的力量。而且我国自从2003年开始。就已经开始规模化的建设风电场,并且这些风电场慢慢地走向国产化,逐渐的脱离对外国技术的依赖,中国风电产业的发展相对而言已经较为成熟了。截止到目前为止,我国已经超越了西方诸多发达国家,甚至在累计风电装机容量方面已经超过了没过,全球风电装机容量最多的国家我们当之无愧。

二、影响风电发展的因素浅析

(一)风电功率预测

在风力发电的过程中,风能转换成电能需要经历一个比较复杂的过程。最初风能需要先转换成机械能,这样才能够再进一步转换为我们所需要的电能。当切入风速大于风俗的时候,此时的有用功率为零;而当切入风速小于风速的时候,此时风电机组开始了正常的工作运行,有功功率不再是零,而是随着风速的不断增加而持续增加;要想使得有功功率达到峰值,那就必须风速要达到机械设备规定的额定风速,或者是超过额定风速,当风速超过额定风速的时候,风电机组可以通过改变桨距使有功功率恒定的保持在最大值,但是这并不是意味着风速越快越好,任何事情都需要适可而止,当风速超过切出风速时,电机组为了保证安全,将停机,不再进行风能与机械能之间的相互转换,以此来保证整个风电机械设备组的安全。从上面风电机组的运行原理来看,我们不难发现,风电机组所能够转换的有有功功率的大小并不是恒定的,而是受到外界因素的影响,这个外界因素就是风速的大小,风作为自然界的一种自然现象,人们是难以控制其大小的,因此风电机组所发出的有功功率的波动也是相对而言比较大的。但也正是风电出力的不可控使得风力发电中还存在着许多需要我们去解决的问题。正是因为风电出力的不可控,因此风电并网对于电能质量的影响主要的就是电压波动、闪变等问题,而对电网调度的不利影响主要就是电力的平衡和调度安排会比较的困难,因为风电带有较强的随机性,甚至还有较强的间歇性,不能保证稳定的供应,这些不利影响也正是影响风能进一步发展的重要因素。而且这些问题在技术上暂时还难以解决,随着我国风力发电的不断发展,风电场的容量持续增加,这些问题的影响会越来越大的显现出来,也会对电力供应产生越来越大的影响。因此,在这样的情况下,电网在风电功率不能够进行有效的预测。

(二)风电组低电压穿越能力

设备故障的发生是难以避免的,我们只能够在故障发生前尽可能的做好预防措施与检查措施,在故障发生之后,尽快的排除故障,保证机器设备的正常运行,尽可能的减少因此而带来的损失。电网故障的发生也是难以避免的,一旦电网发生故障导致电压大大降低,风电机组此时将不会正常运行,而且还会自动从电网中解出以对风电机组进行最大程度上的保护。虽然这样一来对风电机组进行了保护,但是不可否认的是,一旦这样的故障出现,电网将损失大量的负荷,而且由于故障对风电组的设备扰动大多不是长期的,持续的,而是一瞬间的,一旦扰动因素消失,风电机组会重新投入到运行之中,这个切换的过程对于电网的冲击是十分巨大的,尤其是随着风电机组单机容量的不断增加以及我国风电场规模的持续扩大,这样的冲击影响也会随之加大。因此未来避免上述情况的出现,最大程度上降低这样意外情况对电网安全稳定运行的影响,低电压穿越能力成为了风电机组必须具备的重要能力之一。风电机组的低压穿越能力是指风电机组在端电压降低到一定数值的情况下,能够继续保持运行,而不脱离电网,甚至还能够为风电组系统提供有效的无功支持来帮助系统以最快的速度恢复电压。一些西方国家,诸如丹麦、德国等都对于风电机组的低电压穿越能力做出了强制性的要求,中国虽然目前还未在这方面实施强制性的措施,但是随着中国风电装机容量的不断增加与风电场规模的不断扩大,中国很快也会对相关方面提出要求。

(三)政府制定的电价政策

目前的风力发电相对于火力发电而言,前期的投入成本较为巨大,如果没有政府政策对于风力发电的扶持以及相关政府财政对风力发电的补贴,风电场根本无法实现与火电厂的竞争,甚至连正常的运营都很难维持下去。因此我国为了扶持风力发电产业,对风力发电实行了上网电价政策,以促进风力发电产业的发展。

三、风力发电的节能减排效益分析

(一)经济效益

风电产业经济效益的决定性因素在于风电项目的初始投资、运营成本、上网电价等因素,根据我国目前风电产业发展的实际情况来看,在风能较为匮乏的地区,风能的经济效益并不突出,甚至远不如火力发电的经济效益,但是对于风能丰富的资源区而言,其总体的利润水平仍然是十分可观的,因此风电厂商在选择投资的时候,要选择一些风能资源比较丰富的地区进行投资。

(二)环境效益

随着传统化石能源的逐渐枯竭,人类社会所能够利用的资源也在不断的减少,人们对这些资源的使用方式也更加的节约。但是风能相对其他化石资源而言,不仅是可再生的,而且是无污染的,对于环境的影响非常小,非常契合可持续发展的要求。

四、小结

从长远的经济效益与环境效益综合来看,风力发电极大的优于传统能源资源发电的方式,尤其是针对火力发电。风力发电在建设可持续发展社会以及实现节能减排目标方面都发挥着相当大的作用以及不可替代的作用。不可否认,无论是从我国目前电力发展的趋势来看还是从世界电力发展的趋势来看,风力发电都是未来能源电力发展的新方向与新趋势,也是各国政府大力提倡与支持的方式。目前在我国所实行的风电标杆上网电价,极大的促进了我国风电的发展,但是我国风电发展的道路并不是一帆风顺的,还存在着各种问题,这些问题都需要进一步的技术发展来解决,因此加强对风力发电相关技术的研究是十分重要而且必要的。我国的风力发电必然是要符合我国国情与我国实际的技术能力的。

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作者:吴致渺 单位:中国水利电力物资集团有限公司

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