风力发电技术的现状与发展趋势
4 发展趋势
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随着各国政策的倾斜和科技的不断进步,世界风力发电发展迅速,展现出了广阔的前景.未来数年世界风力发展的趋势如下.
4.1 风力发电从陆地向海面拓展
海面的广阔空间和巨大的风能潜力使得风机从陆地移向海面成为一种趋势.目前只有少数国家建立了海上风电场,但预计从2006 年开始,欧洲的海上风力发电将会大规模地起飞.
4.2 单机容量进一步增大
自MW级风力机出现后,风力机的尺寸和发电机组的单机容量增长速度加快.截至2003年,商品化的风力机风轮直径达到120m,单机容量达到4.5MW.随着各项技术的成熟,更大容量的风力发电机组将从实验室走向工业应用.
4.3 新方案和新技术不断被采用
在功率调节方式上,变速恒频技术和变桨距调节技术将得到更多的应用;在发电机类型上,控制灵活的无刷双馈型感应发电机和设计简单的永磁发电机将成为风力发电的新宠;在励磁电源上,随着电力电子技术的发展,新型变换器不断出现,变换器性能得到不断的改善;在控制技术上,计算机分布式控制技术和新的控制理论将进一步得到应用;在驱动方式上,免齿轮箱的直接驱动技术将更加吸引人们的注意.
在技术上,经过不断发展,世界风力发电机组逐渐形成了水平轴、三叶片、上风向、管式塔的统一形式.进入21世纪后,随着电力电子技术、微机控制技术和材料技术的不断发展,世界风力发电技术得到了飞速发展,主要体现在:
1)单机容量不断上升,单机容量为5 MW 的风机已经进入商业化运行阶段;
2)变桨距功率调节方式迅速取代定桨距功率调节方式,采用变桨距调节方式避免了定桨距调节方式中超过额定风速发电功率将下降的缺点,德国2003年上半年所安装的风机中91.2%采用的是变桨
距调节方式;
3)变速恒频方式迅速取代恒速恒频方式,变速恒频方式可通过调节机组转速追踪最大风能,提高了风力机的运行效率,德国2003年上半年所安装的风机中90.5%采用的是变速恒频方式;
4)无齿轮箱系统的直驱方式增多,去掉齿轮箱虽然提高了发电机的设计和制造成本,但有效地提高了发电系统的效率和可靠性,德国2003年上半年所安装的风机中40.9%采用的是无齿轮箱直驱方式.
4.4 风力发电机组更加个性化
适合特定市场和风况的风力机将被更多地推出,目前,德国的Repower公司已经推出了这方面的
产品.
4.5 从事风力发电的队伍进一步扩大
随着对风力发电诱人前景认识的深入和更多优惠政策的出台,更多的新成员将加入风力发电产业,例如2002年初刚涉足风能业务的GE风能公司和英国的FKI公司.
