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风电主要用于哪些情况?相比其他发电方式有哪些优缺点?

2022-09-25分类:电力资讯 / 企业动态来源:百度资讯
【CPEM全国电力设备管理网】

小编这里整理了一下数据资料希望对你有所帮助。

风电发电形式的分类

风电在我国按照地理位置可区分为海上风力发电与陆上风力发电。 分为陆上风电场和海上风电场两类。其中,海上风电场包括 和潮下带滩涂风电场、近海风电场和深海风电场。

陆上风电场: 指在陆地和沿海多年平均大潮 以上的潮上带滩涂地区开发建设的风电场,包括在有固定居民的海岛上开发建设的风电场。

潮间带和潮下带滩涂风电场:指在沿海多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域开发建设的风电场。

近海风电场: 指在理论最低潮位以下5m~50m水深的海域开发建设的风电场,包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

深海风电场: 指在大于理论最低潮位以下50m水深的海域开发建设的风电场,包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

风电产业链 主要包含原料零部件制造、整机制造及配套、风电运营三大环节。据行行查数据,具体而言,零部件制造环节包含叶片、轮毂等铸件、轴承、齿轮箱、主轴等锻件、变流器、法兰等主要环节,该环节主要为风机整机制造各类零部件;整机制造及配套环节包含整机制造、风机塔筒、电缆等主要环节,该环节主要为风机装机环节所需装备,塔筒、电缆配套整机进行安装;风电运营环节则指风电运营商、国家电网集团通过各类风电项目将电传输给最终用户。

风力发电的原理: 用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据风车技术,大约是每秒三米的速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。风力发电所需要的装置,称作 。这种风力发电机组,大体上可分风轮、发电机和塔筒三部分。

目前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的 技术路线 主要集中在双馈异步、永磁直驱和永磁半直驱这三种技术路线。行行查分析师反馈,双馈式风机通常单机容量较小、安装灵活,但使用齿轮箱与风轮机链接, 属于易过载、且损坏率相对较高的部件,而双馈式的齿轮箱转速通常相对较高,因此维运成本也较高。直驱式风机是目前国外风机商广泛采取的形式,因不存在齿轮箱因此维运成本相对较低,但是直驱式风机在相同容量下体积通常较大,吊装成本较高。

数据来源:

永磁半直驱同步风电机组技术路线 与我国目前海上风电发展情况更契合。据行行查数据,目前我国整机厂商的轴承、高速齿轮箱等核心零部件仍然较大程度上依赖国外进口,永磁半直驱同步风电机组结合了双馈和永磁直驱两种技术路线的优势,采用中低速齿轮箱传动,对轴承、齿轮箱的制造工艺要求相对较低,机组整体结构更为紧凑,有利于运输和吊装,更适合现阶段我国海上风电的发展状况。

风力发电所需要的装置,称作 风力发电机组 。这种风力发电机组,主要由风轮叶片、齿轮箱、发电机、轴承、轮毂及控制系统及塔筒构成。大体上可分风轮、发电机和塔筒三部分。据行行查数据显示,其中,主要部件国产化进程已经基本完成,替代比率已经达到96%以上。

风电机组 按发电机的结构和工作原理可分为异步和同步风电机组,异步风机按其转子绕组结构可分为笼型异步风机和绕线式双馈异步风机,同步风机按其转子励磁方式可分为永磁同步风机和电励磁同步风机。

风电主轴 和 齿轮箱 是风力发电机组的关键部件。

主轴 是风电机组中最关键的部件之一,它承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载的作用。据行行查分析师反馈,并将扭矩传递给齿轮箱,将轴向推力、扭矩和弯矩传递给机座和塔架。

齿轮箱 位于叶轮和发电机之间,将叶轮受风力作用旋转而产生的动力传递给发电机发电,同时将叶轮输入的较低转速(兆瓦级机组一般低于20r/min)转变为满足发电机所需的转速。

为了能在有限的土地面积上实现大规模发电,提高风力发电效率,叶片需要往大型化的方向发展。 叶片大型化 是提升发电效率的重要路径。近年来我国新增装机平均风轮直径持续提高,目前新增装机的平均直径已超过120米。行行查数据显示,叶片大型化趋势显著,齿轮箱、轴承、发电机技术也愈发成熟。因此随着叶片的大型化,使用高刚性、高比强度、高比拉伸模量的材料制造决定叶片刚性的主梁非常必要。传统的叶片制造材料玻璃纤维复合材料无法满足这些要求,而碳纤维复合材料密度更低、强度更高,是风电叶片大型化、轻量化的首选材料。

风电塔筒 是风力发电的塔杆,在风力发电机组中主要起支撑作用,同时吸收机组震动。

风电塔筒的生产工艺流程一般如下:数控切割机下料,厚板需要开坡口,卷板机卷板成型后,点焊,定位,确认后进行内外纵缝的焊接,塔筒制造属于轻资产行业,原材料是主要的成本构成,主要包含钢材和法兰,其次是人力成本。行行查数据显示,塔筒生产主要包括塔体制造与基础座制造两大环节,主要设备包括数控下料、卷制成型、自动焊接、表面处理、起重运输设备等。对于塔筒企业,国内市场主要的客户为发电运营商,其次为风机企业,海外市场主要客户为风机企业。在平价驱动之下,国内风电呈现出明显的大容量、长叶片、高塔筒趋势,对塔筒企业的技术实力、供应能力等提出了更高的要求。塔筒一方面受上游原材料影响更大,另一方面有很强的地域属性,通常就近选择塔筒供应商已降低运输成本。

海上风力发电机组与陆上风力发电机组结构上存在稍许不同,其结构可分为塔头(风轮和机舱)、塔筒和基础(水下结构与地基)。其结构多样,可分为单桩基础、多桩基础如普通多桩基础、三脚桩基础, 、吸力式基础、悬浮式基础等。

数据来源:

风力发电厂是将风能转换成电能,对于生产出来的电能,会通过升压变压器,把电压升高,方便进行电能传输电能通过架空输电线,送到近负荷侧,再通过降压变压器,把电压降到用户设备的额定电压220V的电压,供用户日常使用。运输过程中使用到的陆缆,其包括电力电缆、电气装备用途电缆、特殊用途电缆、架空绝缘用途电缆等,可应用于电网、城轨、核电站、通讯等场景。

海缆用于海上项目通讯与电力传输,海缆的作用是为海上风电、海上钻井平台、海岛电网互联、陆岛互联等海上项目提供通讯与电力传输。由于海上风电有风能资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地等优点,风电开发逐渐从陆上风电向海陆风电双重发展。海上风电的建设需要在海底铺设海缆用于电力的传输。我国海上风电通常采取二级升压(少数采用三级)的方式将电力传输回陆上。二级升压即指风电机输出电压690V经箱变升压至35kV后,分别通过35kV海底电缆汇流至110kV或220kV升压站,最终以110kV或220kV线路接入电网。据行行查分析师反馈,海缆以光电复合缆为主。由于敷设运维经济性好,海底光电复合缆现已成为海上风电采用的主流海缆类型,负责电力输送与信号传输。我国国内采用的光电复合缆主要分为两种,35KV的集电线路海缆与220KV的输电线路海缆。随着海上风电朝着深远海发展,对海底电缆提出了更高的要求,海底电缆向 、动态化方向发展。

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行行查:2021年中国风电行业研究报告 19 赞同 · 1 评论 文章

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