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正文內(nèi)容

黃河三角洲風(fēng)力發(fā)電可行性報(bào)告(編輯修改稿)

2025-01-06 12:20 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 兆瓦,預(yù)計(jì) 2021 年并網(wǎng)發(fā)電。 不過, 加拿大并不甘于落后。加拿大大部分地區(qū)屬于寒帶,冷風(fēng)資源非常豐富,而冷風(fēng)最適合發(fā)電。加拿大認(rèn)為,本國的風(fēng)能就像沙特的石油一樣豐富。紐芬蘭省,五大湖沿岸、薩斯卡徹溫及愛德華王子島、阿爾伯特和曼尼托巴等地,都是風(fēng)力發(fā)電的絕佳場(chǎng)所。 為了鼓勵(lì)風(fēng)能開發(fā),加拿大政府制定出“風(fēng)力發(fā)電激勵(lì)方案”,準(zhǔn)備投入 2. 6 億加元,力爭(zhēng)今后 5 年內(nèi),使本國的風(fēng)力發(fā)電能力增加 5 倍。對(duì)于新建的風(fēng)力發(fā)電企業(yè),聯(lián)邦政府將提供每千瓦時(shí) 1. 2 至 0. 8 加分的補(bǔ)貼,補(bǔ)貼期限為 10 年。在聯(lián)邦政府的“重賞”下,加拿大一家以煤和石油為主的大型電力生產(chǎn)商泛阿 爾特公司宣布,它將在未來 10 年投入 20 億加元用于風(fēng)力發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電的成本也在迅速下降。能源專家發(fā)現(xiàn),由于生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)計(jì)水平的改變,全球風(fēng)力發(fā)電的能力每增加一倍,成本就會(huì)下降 15%?,F(xiàn)在,一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已達(dá)到 2兆瓦的發(fā)電能力,足夠 700戶家庭使用,它們的葉片和波音 747 的機(jī)翼一樣大,塔座有 20 層樓高。 隨著現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率的提高,在許多地方風(fēng)力發(fā)電已能和煤及核能發(fā)電進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。 根據(jù)加拿大政府的估計(jì),如果“激勵(lì)方案”中的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn),加拿大 2021 年后每年可減少 3兆噸的溫室氣體排放量。 2021 年年底,一座風(fēng)力電機(jī)在多倫多展覽中心豎起,這是風(fēng)力電機(jī)首次在加拿大的城市中出現(xiàn)。 結(jié)論: 我國是利用風(fēng)能最早的國家 之一 。 中國利用風(fēng)能已有悠久的歷史,古代甲骨文字中就有“帆”字存在。 早在二千多年前,就有風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的帆船的水面航行。 1637 年明崇禎十年 天工開物 書里有“揚(yáng)郡以風(fēng)帆數(shù)頁,俟風(fēng)轉(zhuǎn)車,風(fēng)息則止”的記載。 1800 年前東漢劉熙著作里有“隨風(fēng)張幔曰帆”的敘述,說明我國是利用風(fēng)能最早的國家之一。在明代以前,我國勞動(dòng)人民就會(huì)制作將風(fēng)力的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的風(fēng)車, 應(yīng)用 第 10 頁 共 27 頁 風(fēng)力車灌溉農(nóng)田,并出現(xiàn)了用了 農(nóng)副產(chǎn)品加工的風(fēng)力機(jī)械 ,這 表明在風(fēng)能利用上具有很大的進(jìn)步。 但是,我國風(fēng)能的開發(fā)起步較晚,發(fā)展水平相對(duì)落后。近年來 , 在我國政府的大力倡導(dǎo)和政策扶持下,已在 新疆、內(nèi)蒙古、東北、華北和東南沿海地區(qū)開發(fā) 出 規(guī)模較大的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng) ,但發(fā)展仍不平衡,而且投入的風(fēng)電機(jī)組均以引進(jìn)為主,增大了投資成本 。 因此,要使我國風(fēng)電事業(yè)得到健康發(fā)展,必須走國產(chǎn)化的道路,這也是我國政府發(fā)展風(fēng)電事業(yè)所制定的重要措施。因此,該項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施具有強(qiáng)烈的時(shí)代意義和經(jīng)濟(jì)意義,因此是完全必要的。 第三章 我國風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀 一、 我國的風(fēng)力發(fā)電概況: 我國從“六五”期間開始,原國家科委等就將風(fēng)力發(fā)電技術(shù)列入重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,經(jīng)過“七五”、“八五”和“九五”的努力,我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得了較大的進(jìn)步。主要反映在下面幾個(gè)方面: 我國風(fēng)能資源的調(diào)查: 從 70年代末開始,國家氣象局科學(xué)研究院同有關(guān)省區(qū)合作對(duì)我國風(fēng)能資源作了幾次大規(guī)模的全面調(diào)查。 1981年首次公布了我國第一張《全國風(fēng)能資源分布和區(qū)劃圖》,為我國風(fēng)能開發(fā)和利用提供了有用的依據(jù)。 1987 年,又對(duì)我國在風(fēng)能利用方面具有發(fā)展前景的東南沿海及三北等地區(qū)作了進(jìn)一步的風(fēng)能資源的詳查,加密了選站的密度和完善了選 取資料的代表性,給出了風(fēng)能利用主要省、自治區(qū)的風(fēng)能密度分布及各等級(jí)風(fēng)速間的累積時(shí)數(shù)圖。與此同時(shí),一些重點(diǎn)的省市對(duì)本省市的風(fēng)能資源亦作了詳查,繪制了本地區(qū)的風(fēng)能資源分布圖。所有這些成果都豐富了對(duì)我國風(fēng)能資源狀況的了解,為我國進(jìn)一步開發(fā)和利用風(fēng)能提供了可靠的依據(jù)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能測(cè)試: 我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備性能測(cè)試的主要手段有風(fēng)洞測(cè)試和風(fēng)場(chǎng)測(cè)試兩種。中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心有一個(gè)大型低速風(fēng)洞,可進(jìn)行最大風(fēng)輪直徑為 7 米的全尺寸小型風(fēng)力機(jī)組性能試驗(yàn)和大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪模型性能實(shí)驗(yàn)。 風(fēng)場(chǎng)測(cè)試主要在北京八達(dá)嶺測(cè) 試站中進(jìn)行。此外,還有內(nèi)蒙賽漢塔拉等地亦建有相當(dāng)規(guī)模的測(cè)試站??蓪?duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向、轉(zhuǎn)速及輸出電壓、功率等十余個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得風(fēng)能利用效率和功率特性曲線。此外,還可以進(jìn)行噪聲、振動(dòng)等非常規(guī)性能的測(cè)試。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范: 1985 年全國風(fēng)發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立以來,在呼和浩特畜牧機(jī)械研究所的組織下,制定風(fēng)力發(fā)電的機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)。目前,小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成,正在擬定大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的質(zhì)量起到了重要的作用。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì) 技術(shù): 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)是一門綜合技術(shù),涉及到空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、氣象學(xué)、機(jī)電工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等專業(yè)技術(shù)。我國對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)主要進(jìn)行了風(fēng)力發(fā)電機(jī)空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)和計(jì)算方法,風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算和分析方法,風(fēng)力發(fā)電機(jī)玻璃鋼葉片設(shè)計(jì)方法,風(fēng)力發(fā)電機(jī)變速恒頻發(fā)電機(jī)技術(shù),風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自動(dòng)控制技術(shù),風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)(限)速特性,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)向特性,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和軟件包開發(fā)等研究工作,取得了較快的進(jìn)展。 第 11 頁 共 27 頁 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造技術(shù): 隨著大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國產(chǎn)化進(jìn)程的加快,我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)制 造技術(shù)亦取得了較快的進(jìn)步。目前,塔架、發(fā)電機(jī)和齒輪箱等部件的制造技術(shù)已基本掌握。葉片和控制系統(tǒng)的制造技術(shù)亦取得進(jìn)展。上海玻璃鋼研究所和保定 550 廠分別生產(chǎn)的 200kW 和 300kW 機(jī)組的控制系統(tǒng)都取得了良好的運(yùn)行效果。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行技術(shù): 隨著風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的發(fā)展,我國對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)亦進(jìn)行了研究,重點(diǎn)放在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響。并在《風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》中明確,現(xiàn)階段風(fēng)電量控制在電網(wǎng)容量的5%以內(nèi)。 新概念型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置: 新概念型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置是從如何提高收集風(fēng)的 能量的角度提出來的。從 80 年代開始我國曾先后對(duì)旋風(fēng)型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng)能太陽能綜合發(fā)電裝置和擴(kuò)壓 引射型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了可行性研究、概念設(shè)計(jì)和示范試驗(yàn)。新概念型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置較之常規(guī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)投資大、技術(shù)復(fù)雜,因此從總體上還處在科研探索階段。 二、我國風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀: 概述: 我國東南沿海向來有風(fēng)力提水的使用習(xí)慣,江蘇省 1959 年曾有多達(dá) 20 余萬臺(tái)提水風(fēng)車,后來大部分風(fēng)車被柴油、電力所取代,但部分地區(qū)一直使用風(fēng)力提水。 50 年代中期曾研制小型現(xiàn)代化風(fēng)力提水裝置, 50 年代后期開始研究小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,但限于 當(dāng)時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,小型機(jī)組在試驗(yàn)中受挫而停頓。至 70 年代,先后試制了 1 1 20 千瓦樣機(jī),其中 18 千瓦機(jī)組于 1972 年 7 月安裝在浙江省紹興縣雄鵝峰上, 1976年 11 月遷裝到嵊泗縣菜園鎮(zhèn)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電,一直運(yùn)行到 1986 年 8月。 1978 年將研制風(fēng)電設(shè)備列為國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目后,進(jìn)展加快,先后研制生產(chǎn)了微型和 1- 200 千瓦風(fēng)電機(jī)組,其中以戶用微型機(jī)組技術(shù)最為成熟,已有 100、150、 200、 300 和 500瓦微型機(jī)系列定型和批量生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量良好,不但可滿足國內(nèi)需要,還遠(yuǎn)銷國外。 1998年底,全國安裝微 型機(jī)組 178574 臺(tái),約計(jì) 萬千瓦,還有獨(dú)立供電機(jī)組,已有 、 、 和 10 千瓦,以銷定產(chǎn)小批量生產(chǎn)。在網(wǎng)外無電地區(qū),推廣微型、小型風(fēng)電機(jī)組,是解決無電農(nóng)牧民用電的有效途徑,有其獨(dú)特的優(yōu)越性,也是中國發(fā)展微型、小型風(fēng)電機(jī)組的特色。在網(wǎng)外地區(qū)利用柴蓄聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),能獲得穩(wěn)定的電力,又有明顯的節(jié)油效果,發(fā)展該系統(tǒng),將促進(jìn)風(fēng)力從為生活服務(wù)轉(zhuǎn)向?yàn)樯a(chǎn)提供電力,從而跨進(jìn)一個(gè)新水平。風(fēng) /光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),能有效地利用自然資源。在我國很多地區(qū),冬半年風(fēng)大,太陽輻射強(qiáng)度??;夏半年風(fēng)小,太陽輻射強(qiáng)度大,兩種能 源的分布季節(jié)正好相反,互補(bǔ)利用可滿足用戶用電需求。 在國際上, 80 年代中期,商品機(jī)組以 55- 150千瓦為主,山東榮成進(jìn)口 3 55 千瓦機(jī)組, 1986 年并網(wǎng)發(fā)電,新疆達(dá)坂城和廣東南澳進(jìn)口 90 千瓦、 100 千瓦和 150 千瓦機(jī)組計(jì) 17 臺(tái),裝機(jī)容量 4490 千瓦,均于 1989 年并網(wǎng)發(fā)電。 90 年代初期國外商品機(jī)組單機(jī)容量 200- 300 千瓦, 1992- 1996 年我國進(jìn)口風(fēng)電機(jī)組以 200- 300 千瓦機(jī)組為主, 1996 年建成 17 個(gè)風(fēng)電場(chǎng),裝機(jī)合計(jì) 57700 千瓦。 90 年代中期 500- 600 千瓦商品機(jī)組推向市場(chǎng),批量生產(chǎn),標(biāo)志著商品 機(jī)組技術(shù)日臻成熟,造價(jià)相應(yīng)下降。 1996 年,國家在“雙加”工程中,安裝扶強(qiáng)扶優(yōu)的原則,選擇了達(dá)坂城二廠、輝騰錫勒、括蒼山和張北四個(gè)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行重點(diǎn)改造,進(jìn)口 133 600 千瓦、 13 300 千瓦機(jī)組,合計(jì) 83700 千瓦,分別于 1997- 1998 年竣工驗(yàn)收。同年,國家計(jì)委又制定了“乘風(fēng)計(jì)劃”,旨在以技貿(mào)合作形式,與國外組建合資企業(yè),在建設(shè) 24 萬千瓦風(fēng)電場(chǎng)的同時(shí),引進(jìn)技術(shù),消化吸收,達(dá)到自主開發(fā)、自行設(shè) 第 12 頁 共 27 頁 計(jì)制造大型風(fēng)電機(jī)組的能力。 1996 年采用招標(biāo)評(píng)議方式確定“中國第一拖拉機(jī)工程機(jī)械(集團(tuán))公司”和“西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)集 團(tuán)公司”為大型風(fēng)電機(jī)組總裝廠; 1998 年上述中標(biāo)公司分別同外商合資成立“洛陽美德風(fēng)電設(shè)備有限公司”和“西安維德風(fēng)電設(shè)備有限公司”,標(biāo)志著中國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)揭開了嶄新的一頁。 資源儲(chǔ)量與分布 我國位于亞洲大陸東部,瀕臨太平洋,季風(fēng)強(qiáng)盛,內(nèi)陸還有許多山系,地形復(fù)雜,加之青藏高原聳立我國西部,改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環(huán)流,增加了我國季風(fēng)的復(fù)雜性。冬季風(fēng)來自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸,那里空氣十分嚴(yán)寒干燥,冷空氣積累到一定程度,在有利高壓環(huán)流引導(dǎo)下,就會(huì)爆發(fā)南下,俗稱寒潮,在此頻頻南下的強(qiáng)冷空氣控 制和影響下,形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國北方各?。ㄖ陛犑?、自治區(qū))。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下,主要影響我國西北、東北和華北,直到次年春夏之交才消失。 夏季風(fēng)是來自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng),東南季風(fēng)影響遍及我國東半壁,西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海,但風(fēng)速遠(yuǎn)不及東南季風(fēng)大。熱帶風(fēng)暴是太平洋西部和南海熱帶海洋上形成的空氣渦旋,是破壞力極大的海洋風(fēng)暴,每年夏秋兩季頻繁侵襲我國,登陸我國南海之濱和東南沿海,熱帶風(fēng)暴也能在上海以北登陸,但次數(shù)很少。 青藏高原地勢(shì)高亢開闊,冬季東南部盛行偏 南風(fēng),東北部多為東北風(fēng),其他地區(qū)一般為偏西風(fēng),夏季大約以唐古拉山為界,以南盛行東南風(fēng),以北為東至東北風(fēng)。 我國幅員遼闊,陸疆總長達(dá) 2萬多公里,還有 18000 多公里的海岸線,邊緣海中有島嶼 5000 多個(gè),風(fēng)能資源豐富。我國現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的年平均風(fēng)速均達(dá)到 6米 /秒以上。一般認(rèn)為,可將風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況分為 3類:年平均風(fēng)速 6 米 /秒以上時(shí)為較好; 7米 /秒以上為好; 8米 /秒以上為很好??砂达L(fēng)速頻率曲線和機(jī)組功率曲線,估算國際標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下該機(jī)組的年發(fā)電量。我國相當(dāng)于 6米 /秒以上的地區(qū),在全國范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個(gè)地帶。就內(nèi)陸 而言,大約僅占全國總面積的 1/100,主要分布在長江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼,這些地區(qū)是我國最大的風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū),包括山東、遼東半島、黃海之濱,南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島,內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北,新疆達(dá)坂城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,張家口北部等地區(qū)以及分布各地的高山山口和山頂。根據(jù)全國氣象臺(tái)部分風(fēng)能資料的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,《中國風(fēng)能分區(qū)及占全國面積的百分比》詳細(xì)情況見(表一)。 從以上分析可以看出:我國屬季風(fēng)氣候區(qū),冬季風(fēng)向偏北,夏季風(fēng)向偏南。風(fēng)能可開發(fā)總量 3200GW,可利用總風(fēng)力資源估計(jì)約為 253GW,風(fēng)力資源豐富區(qū)( W> 200W/m2, 風(fēng)速 > 3m/s,全年高于 5000 小時(shí) ) 占國土面積 8%,分布于東南沿海及 6300 個(gè)島嶼、內(nèi)蒙與甘肅北部及黑龍江與吉林東部。 中國風(fēng)能分區(qū)及占全國面積的百分比 (表一) 指 標(biāo) 豐富區(qū) 較豐富區(qū) 可利用區(qū) 貧乏區(qū) 年有效風(fēng)能密度 (W/m2) > 200 200~ 150 < 150~ 50 < 50 年≥ 3m/s 累積小時(shí)數(shù) (h) > 5000 5000~ 4000 < 4000~ 2021 < 2021 年≥ 6m/s 累積小時(shí)數(shù) (h) > 2200 2200~ 1500 < 1500~ 350 < 350 占全國面積的百分比 (%) 8 18 50 24 裝機(jī)容量 概況 : 我國風(fēng)電這幾年發(fā)展很快, 1998 年裝機(jī)容量達(dá) , 1999年風(fēng)電會(huì)議上報(bào)導(dǎo),我國建有 21 個(gè)風(fēng)電場(chǎng), 第 13 頁 共 27 頁 裝機(jī) 230MW。僅 1998 年 1年就新增 ,增幅為 25%。電力部原計(jì)劃 2021 年達(dá) 100 萬 kW,現(xiàn)在看來要2021 年才可實(shí)現(xiàn)。 國內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)情況 : 到 1996 年底,全國已建成 17 個(gè)風(fēng)電場(chǎng),共有 237 臺(tái)機(jī)組,總裝機(jī)容量達(dá) 57676kW。其中絕大多數(shù)機(jī)組是從丹麥、德國、 美國、比利時(shí)、瑞典引進(jìn)的,最大單機(jī)容量為 600kW。新疆達(dá)坂城二風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量為 10700kW,是目前國內(nèi)最大的風(fēng)電場(chǎng);其次是廣東南澳風(fēng)電場(chǎng),總裝機(jī)容量為 8680kW;排在第三位的是大連市瓦房店東崗風(fēng)電場(chǎng),總裝機(jī)容量為 6505kW。 《我國主要風(fēng)電場(chǎng)及其裝機(jī)容量》 詳細(xì)情況參見表(一)。 1996 年新增裝機(jī)容量為 21550kW, 1997 年預(yù)計(jì)新增裝機(jī)容量為 11 萬 kW。屆時(shí)全國風(fēng)電總裝機(jī)容量有可能達(dá)到
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