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其次,风电的潜力表达于风能资源的丰富性。据初步统计、中国陆地10米和海面15米可供开发的风力资源在几亿千瓦以上,相当于可开发水能资源〔3.9亿千瓦〕的2.5倍。而50米风力资源还会增大一倍。根据现有技术,地面 50-100米的风力资源都可开发利用。7 制和创造良好的环境,使技术队伍能够稳定地成长。 中国风电行业开展比拟迅速,但与国际风电行业的开展水平还有很大差距,国内的风电设备主要依靠进口,对外依赖性强,虽然风电本钱已下降很多,但相比火电本钱的优势在短期内并不会明显突出,风电行业的开展还有很多的阻碍因素。但是风电行业投资的高风险,必然会为风电行业开展带来高收益,不管是风电产业的经济效益、社会效益,还是中国目前奉行的可持续开展和节约战略,都为风力发电行业提供了很大的开展空间。现在,风能发电本钱已经下降到1980年的1/5。随着技术进步和环保事业的开展,风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争.
由双馈异步发电机( Doub ly fed induction gener2ator, DFIG)构成的变速恒频控制方案是在转子电路实现的,流过转子回路的功率是双馈发电机的转速运行X围所决定的转差功率,该转差功率仅为定子额定功率的一小局部.一般来说,转差率为同步速附近30% 左右, 因此, 与转子绕组相连的励磁变换器的容量也仅为发电机容量的30% 左右,这大大降低了变换器的体积和重量. 采用双馈发电方式, 突破了机电系统必须严格同步运行的传统观念, 使原动机转速不受发电机输出频率限制, 而发电机输出电压和电流的频率、幅值和相位也不受转子速度和瞬时位置的影响, 变机电系统之间的刚性连接为柔性连接. 相对于绕线式发电机, 双馈发电机的转子能量没有被消耗掉, 而是可以通过变换器在发电机转子与电网之间双向流通. 变换器可以提供无功补偿, 平滑并网电流. 正是DF IG具有上述优点, 目前大多数大可变速风力发电系统都采用这种方式, 例如Ves2tas, Gamesa, GE, Nordex等公司都有此类产品. 但其 控制系统也相对复杂, 尤其是双向变换器的DFIG励磁控制技术和双向并网发电 控制技术, 对于DFIG系统而言, 是至关重要的难点之一.
21世纪是可再生能源的世纪,由于风能非常丰富、价格非常廉价、能源不会枯竭,又可以在很大X围内取得,非常干净、没有污染,不会对气候造成影响,因而风力发电具有极大的推广价值。在中国,风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。这些地区缺少煤炭及其他常规能源,并且冬春季节风速高,雨水少;夏季风速小,降雨多,风能和水能具有非常好的季节补偿。另外,在中国内陆地区,由于特殊的地理条件,有些地区具有丰富的风能资源,适合开展风电,比方XX省都阳湖地区以及XX省通山地区。目前我国的风能利用方面与国际水平还在一定差距,但是开展很快,无论在开展规模上还是开展水平上,都有很大提高。据资料显示,2004年全国在建工程的装机容量约150万千瓦,其中正在施工的约42万千瓦,可研批复的68万千瓦,工程建议书批复的45万千瓦,包括五个10万千瓦特许权工程。
电励磁同步发电机(Electr ically excited synchro2nous generator, EESG) 10 变速恒频直驱风力发电系统如图6所示, 电压源型逆变器的直流侧提供电机转子绕组的励磁电流, 发电机发出的是电压和频率都在变化的交流电, 经整流逆变后变成恒压恒频的电能输入电网. 通过调节逆变装置的控制信号可以改变系统输出的有功功率和无功功率, 实时满足电网的功率需要. 在变速恒频直驱风力发电机组中, 整流逆变装置的容量需要与发电机容量相等.采取直驱方式, 发电机运行在低速状态, 其电磁转矩相对较大, 同时发电机极对数较多, 意味着发电机的体积也较大. 但由于省去了齿轮箱, 系统的效率和可靠性都得到了提高. 变换器为全功率变换器, 在整个调速X围能使并网电流平滑, 具有噪声低、电网电压闪变小及功率因数高等优点. 该系统主要缺点是系统本钱较高, 功率变换器损耗较大.
风电和水电具有不同步发生规律,风力发电顶峰处于秋季与冬季,水利发电顶峰期处于春季和夏季,风电和水电具有季节性特性,可实现季节性互补;风力发电是环保型可再生能源,可改善电源构造,替代一局部火电容量,节约煤炭,减少污染,保护环境。 据初步测算,目前风电场造价本钱约为8000~9000元/KW,机组〔设备〕占75%左右,根底设施占20%,其它占5%。风能利用小时数在2700~3200小时,其风电本钱约0.45~0.6元/千瓦时。假设:风电场造价本钱为:9000元/KW,上网电价〔并网收购电价〕为:0.6元/KW〔不含税价〕,运行小时数〔风能利用时间〕为:3000小时,上网〔并网〕损耗为5%,风电场运行费用〔年KW收入〕10%,:那么年KW发电收入=〔运行时数×上网损耗〕×上网电价×运行费用,〔3000×5%〕×0.6元/KW×10%≈1539元/年〔KW〕。