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三大技术解决风电发展难题

2013-07-02 09:31
小伊琳
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        我们要开发抗台风风电机,首先要解决叶片的强风载问题,采用小型叶片涡轮是提高抗风强度的最有效方法,小型叶片涡轮又有获取风能效率低的缺点,为了克服这个缺点,我们可以采用增加叶片涡轮数量的方法提高风能获取效率,由于小叶片涡轮受风面积很小,所受风载也很小,可以保证叶片不会在台风中损坏,风电机有几十个小叶片涡轮,它们所受风力是分散均匀的,不会对风电机造成冲击破坏,可以大幅提高风电机的抗风能力。我们还要解决风电机控制系统的滞后性问题,在风速和风向变化很大的情况下,任何的控制系统都是对装置的束缚和限制,最好的办法是顺其自然,靠风力自动调整风向,这样的调整才最准确、最及时,受到的风力也会最小。所以我们要省掉偏航装置和变浆矩装置,风电机靠风力完成调整风向的过程,不会存在滞后性,也不会存在故障,并使结构得到简化,成本得到降低。核电还有气电,智能电网可以相互协调、相互补充、相互平衡,是非常强大的智能电网。但由于风电机的并网稳定性没有保证,所以仍采用分散入网的方式,风电场规模都较小,当风速和风向变化很大时,风电机不稳定,不能满足并网条件,此时风电机可以随时脱网;风电机稳定后,又可以随时入网,不会对电网造成太大的冲击。象丹麦等国虽然风电占20~30%,但都是分散接入,并制订风电并网导则严格规定了接入点的风机数量和容量,并规定接入和退出的标准,丹麦国家电网公司每天会从三个不同的气象预报公司接收四次天气预报,然后利用先进的软件系统预测何时天气预报所述的风力变化会影响到风机,以及分析这些变化对整个电力系统带来的影响,进行快速的人工干预。但是,实际风速和预测风速完全吻合的情况很少。这种被动的、不准确的控制方式对我国肯定是不适用的,我国大型的风电场瞬间产生的冲击电流就足以让电网瘫痪,不可能有时间进行人工干预。所以大规模并网国外也没有成功经验可以借鉴,我们也不可能建成比欧洲还强大的智能电网,就是建成了也不能解决并网问题。

  我们通过简单的量化计算来说明这个问题,一个千万千瓦级风电场会有500~600台风电机组,我们选取2.5MW风电机数据进行计算,风电机的牌子是德国Nordex公司N80,我们取较低数据,当风速5m/s,功率是120kw,当风速6m/s,功率是248kw。当风速变化为1m/s时,功率的变化是128kw,如果按100台风电机计算,功率变化值就达12800kw,1万千瓦的冲击能量不知道要多强大的智能电网才能承受?而且这个计算值已经很小了,我们是按低风速,小的变化量进行计算的,实际的风速变化要大很多,而且风向的变化对风电机功率的影响比风速还要大。所以,实际使用中的冲击能量要比这个值大很多,将是非常惊人的,我们必须认真对待。

  (三)大规模风电机的并网

  大规模风电机并网产生的大量峰值电流是影响电网安全的最大威胁,要解决大规模风电机的并网问题,必须解决风电的峰值电流对并网稳定性的影响!解决并网问题仅用智能电网的方式很难解决,风电产生的强大峰值电流要被缓冲和吸收,就必须接入一个足够强大的负载,火电厂是一个强大的发电源,我们也可以将火电厂变成一个强大的负载,来吸收风电的冲击电流。智能火电厂不仅能起到补充水源的作用,而且能起到水库的作用,对洪水起到缓冲和吸收的作用。

 

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