风力发电是一种利用风能转化为电能的清洁能源,是我国能源转型和碳中和的重要支撑。
然而,风力发电也面临着风能资源的不稳定、不均匀、不可控等挑战,要一直提高风电机组的性能和效率,才能实现风力发电的规模化和高效化。
近日,我国三峡集团在福建海上风电场安装的全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组,以其惊人的规模和能力,刷新了海上风电单机日发电量的世界纪录,展示了我国风力发电的领先水平和创新实力。
我国是世界上风能资源最丰富的国家之一,拥有约2.6亿千瓦的陆上风能开发潜力和约2亿千瓦的海上风能开发潜力。
我国也是世界上风力发电最快速的国家之一,自2005年以来,风力发电的装机容量和发电量都保持了两位数的增长,截至2023年7月底,风力发电的装机容量已达到3.93亿千瓦,占全国电力装机容量的11.2%,位居世界第一。
风力发电的发电量也达到了7.8亿千瓦时,占全国电力发电量的6.1%,位居世界第三。风力发电慢慢的变成了我国能源结构调整和低碳发展的重要支柱。
风能资源的不稳定性。风能资源受到气候、地形、季节、日夜等因素的影响,具有随机性、间歇性、波动性等特点。
导致风力发电的输出不稳定,难以与电网的负荷和调度相匹配,易引起弃风或限电的现象,影响风力发电的利用效率和经济效益。
风能资源的不均匀性。风能资源在空间上的分布不均匀,大多分布在在西北、华北、东北等地区,而这些地区的用电需求相比来说较低,而用电需求较高的东部和中部地区的风能资源相对较少。
这就导致了风能资源和用电需求的错位,需要建设大量的远距离输电线路,增加了风力发电的成本和风险。
风能资源的不可控性。风能资源受到自然条件的制约,无法人为地控制和调节,难以适应电网的需求和变化,也难以与其他能源形成互补和协调。
这就要求风力发电具有较强的自适应能力和灵活性,可以依据风能资源的变化和电网的指令,及时作出调整风电机组的运作时的状态和输出功率,保证风力发电的安全和稳定。
为了应对这些挑战和问题,我国风电机组的技术水平和创造新兴事物的能力不断的提高,从最初的几百千瓦到现在的几十兆瓦,从陆上风电到海上风电,从引进消化到自主创新,从跟随国外到引领世界,取得了令人瞩目的成就。
三峡集团与金风科技联合打造的全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组,是目前全世界内单机容量最大、叶片长度最长、机组高度最高、扫风面积最大,发电能力最强、单位兆瓦重量最轻等的风电机组。
这是由我国完全自主研发,设计和制造的,已累计获得194项专利,是我国风电技术的集大成之作。它的主要特征有以下几个方面:
巨型规模。这台风电机组的主机机舱重量高达413吨,仅其内部的发电机组重量相当于32台前四后八轮卡车的空车重量。
同时它也是全球最高的风力发电机,其主机机舱所在的高度为152米,相当于51层楼的高度。
之所以是全球最高,原因还是它的扫风叶片太长,每条叶片的长度就达123米,相当于41层楼的高度,而且叶片根部的直径超过了5米。
其机组叶轮旋转时叶片顶端划出的圆的直径可达252米,堪称是“超级大风车”了,计算一下就知道其叶轮扫风面积高达5万平方米,相当于地面上75亩地那么大。
强大能力。这台风电机组的单机容量是目前常规海上风电机组的两倍以上,其年发电量也是常规海上风电机组的两倍以上。
据估算,这台风电机组的平均发电成本约为0.4元/千瓦时,已经接近陆上风电的水平,并且还有逐步降低的空间。
先进技术。这台风电机组采用了先进的直驱永磁同步发电机和全功率变流器技术,可以大大降低风电机组的机械损耗和故障率,提高风电机组的稳定性和可靠性。
同时这台风电机组还具有智能化和数字化的特点,能轻松实现远程监控和诊断,及时有效地发现和处理故障,减少维修时间和成本,提高风电机组的运行效率和寿命。
这台风电机组还能够准确的通过风能资源和电网需求的变化,自动调节输出功率和无功功率,实现风电机组的低电压穿越和无功支持功能,提高风电机组的电网适应性和电网友好性。
第一,提高风力发电的经济性和竞争力。因为其强大的发电能力,可以大幅度降低海上风电场的建设和运维成本,提高海上风电的经济性和竞争力。
这意味着海上风电可以在没有补贴的情况下,与其他能源形式进行市场之间的竞争,实现平价上网,为我国能源转型和碳中和提供更多的选择和支持。
第二,提高风力发电的稳定性和可靠性。这台风电机组采用了先进的直驱永磁同步发电机和全功率变流器技术,可以大大降低风电机组的机械损耗和故障率,提高风电机组的稳定性和可靠性。
同时这台风电机组还具有智能化和数字化的特点,能轻松实现远程监控和诊断,及时有效地发现和处理故障,减少维修时间和成本,提高风电机组的运行效率和寿命。
这台风电机组还能够准确的通过风能资源和电网需求的变化,自动调节输出功率和无功功率,实现风电机组的低电压穿越和无功支持功能,提高风电机组的电网适应性和电网友好性。
第三,提高风力发电的创新性与影响力。这台风电机组是我国完全自主研发、设计、制造的,是我国风力发电技术的集大成之作,展示了我国风力发电的创新能力和领先水平。
这台风电机组的研发和应用,也为全球风力发电技术的发展和进步提供了新的思路和方向,推动了全球风力发电行业的技术革新和产业升级。
这台风电机组的成功,也为我国风力发电的未来发展开辟了新的空间和市场,为我国风力发电的规模化和高效化奠定了坚实的基础。
该海上风电机组的成功并网发电,是我国风力发电技术的重大突破,也是全球风力发电行业的重要里程碑。这是我国风力发电的一次重大成就,也是我国风力发电的一次重大贡献。
你了解风力发电吗?你了解文中这个超大容量海上风电机组吗?可以谈谈你的观点,大家一同探讨交流。