尽管去年出现了金融危机,但风力发电的建设在中国却仍然如火如荼,一片红红火火,呈现出前所未有的繁荣景象。无论投资者,决策者,还是经营者心中都隐含着不小的担忧,国产风电行业缺乏自主知识产权和核心技术,投资高、收益低、风险高、可靠性低、有效运行时间不长、电能质量不稳定影响并网及长距离传输困难等因素,制约了风电建设的发展。问题的严重性还不仅仅如此,国外对我们进行封锁,而我们非常崇拜的技术真就那么先进完善吗?现我们就引进国外技术生产建设的国内风电现状进行简单的探讨。
一、现行风力发电系统存在的主要问题
1、系统整体效率低
传统风电场整体发电运行效率低,输出功率的有效时间每年只有2000多小时,不到全年8760小时的30%,即便在这么短的有效时间里,真正能满发功率的时候也不到10%,其余时间里发电机的效率大部分在35%左右。据有关部门对现行风电场调查统计总结出的概率如图1。
目前国内引进的机型主要为双馈和永磁直驱。双馈齿轮箱就吃掉10%,转速范围窄,在低于额定转速1/5时就不能并网发电,小风不能发电,甚至于反过来靠电网拖着转,齿轮箱在冬天还要靠电加热。
永磁直驱的传动效率比双馈有所提高但仍存在起动阻力矩较大,不能真正做到微风发电,控制和调节过程中仍可能出现倒拖的问题,所以现行的风电系统整体效率极低。
图1、某风电场输出功率的概率分布图
2、无功消耗大、系统稳定性差
目前的主要方式是,大功率并网性机组,不管是双馈或直驱,采用690伏电压,每台机组带一套变流器,后面再挂一个箱式变压器。发电功率很小或不发电时,变流器、变压器常年挂网运行,使整个风电场需要实时补偿大量无功能量。由于风力的不稳定特性,使风力发电机会频繁的投入和退出,风力发电场的输电网是一个有限的小电网,某一机组的进退都会严重影响电压的波动,而电网却又不允许电压出现较大的波动,于是只有加大变流器的无功补偿和电压稳定能力,这无疑加大了变流器的的成本和有功的消耗。就是这样还仍然满足不了并网的无功需要,所以各风电场毫无例外地还要配备高压动态无功补偿装置。所以现行的这种风力发电网是低效、脆弱、极不可靠的系统。