河南省风力发电装备工程技术研究中心可行性研究报告 (2).doc
《河南省风力发电装备工程技术研究中心可行性研究报告 (2).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《河南省风力发电装备工程技术研究中心可行性研究报告 (2).doc(41页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、知识水坝(豆丁网pologoogle)倾心为您整理(双击删除)1.建设中心的目的和意义1.1本技术领域在行业发展中的地位和作用我国风能资源十分丰富,它是一种干净的可再生能源;风力发电产业发展前景非常广阔,它的优势不需要燃料、不占耕地、没有污染,运行成本低。我国陆地可开发和利用的风能资源容量约2.5亿千瓦,近海可开发和利用的风能资源容量约7.5亿千瓦,共计10亿千瓦。按照国家发改委风电发展规划目标:2012年全国风电装机容量累计达到3000万千瓦,2020年全国风电装机容量累计达到10000万千瓦;中国风电装机容量在未来20年内年平均增长将达到27%左右。大型风力发电机组由叶片、主轴、增速齿轮箱
2、、发电机、控制系统、塔筒等组成,其中控制系统是风力发电的核心部分,保障机组的安全可靠运行。风电机组控制系统主要包含主控、变桨控制和变流控制三大部分。主控系统协调风电机组变桨变流控制,在保证传动系统柔性运行的前提下,实现风电机组在变化风况下的功率稳定输出,完成风机组运行状态转换控制和状态监测监视,以及事故状态下的风机组电气、机械保护功能。为了提高输出功率,叶片长度有变长趋势,长度变长后,叶片最高点与最低点的风速有相当大的差距,叶片因位置不同,最佳角度也不同,因此,从安全性和发电效率的角度考虑,风机必须采用变桨距;风机变桨距效果取决于变桨距控制系统,变桨距控制系统是根据风力发电机所处环境的风力状况
3、,改变叶片朝向(角度)的装置;目的是通过控制叶片角度,在风力较弱时提高转速,而当风力过强时则降低转速,从而以稳定的额定值发电。根据发改委风电发展规划要求,风电机组设备国产化率要达到70以上,因此,发展风电控制系统在风电开发及设备国产化中具有十分重要的地位和作用。1.2建设中心的必要性1.2.1发展风电是落实*省中长期科学和技术发展规划纲要的重要战略举措*省中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)(以下简称纲要)提出:“围绕优先领域,攻克关键技术。改善能源结构、提高能源效率。大力开发先进煤炭清洁利用适用技术和热电联产集中供热技术;发展沼气技术、太阳能和风能利用技术,开发山区农村小水电
4、利用技术,加速农村生物质能利用技术的更新换代;研究和开发天然气、电能节约利用技术。”本项目将以落实纲要重点领域及其优先主题的任务为目标,以“2.0MW及以上风力发电机组关键技术研究与产业化”为重点,结合风电场工程建设和风力发电机组重大装备开发,加强风力发电机组集成创新和引进消化吸收再创新,重点解决机组零部件和并网系统涉及的跨行业、跨学科的重大技术问题。1.2.2发展风电是实现重大装备自主化的需要目前,针对国内外严峻的经济形势,国家启动了2010年前政府投资4万亿的经济刺激计划,确定了当前进一步扩大内需、促进经济增长的十项措施,将集中加快建设一批基础设施项目,尤其是加大对能源开发的支持力度,大力
5、倡导自主创新和扶植国内相关企业,明确鼓励核心技术的自主化。本项目致力于2.0MW及以上风力发电机组关键技术研究与产业化,通过*省重大科技专项扶持,有效提升我国风电领域重大装备的自主化水平。1.2.3发展风电是拉动*省经济发展的需要风力发电是高新技术和新兴产业,快速发展的风力发电已成为一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会的可持续发展意义重大。目前在风电机组整机产业快速发展的带动,以及风电装备国产化率政策的引导下,风电装备制造业日益壮大,生产供应体系联系更加紧密。不但涵盖叶片、齿轮箱、发电机、变桨偏航系统、轮毂、塔
6、架等主要零部件,还将推动其他相关行业的大力发展。本项目的实施将直接培育、拉动本省的机械、电力、运输、工程服务等相关产业发展,间接带动我省的机械加工、复合材料、电缆、箱体结构、断路器、隔离开关、运输物流等相关行业的发展,形成*省风电产业集群。1.3建设本工程技术研究中心的可行性1.3.1发展风电装备得到国家强有力的政策支持能源是社会经济发展的基础。改革开放以来,中国经济快速发展,综合国力日益增强。但是,在取得取得巨大成就的同时,还面临着能源、环境约束加剧,产业结构不合理,东西部区域发展不平衡等诸多问题。进入21世纪,我国的能源问题变得日益严重,成为制约经济发展的主要因素。风力发电作为最有产业化潜
7、力的清洁能源,经过30多年的发展,已经成为了能源结构中的重要组成部分。目前,风力发电已成为国家实施能源战略和振兴装备制造业的重点方向,对于促进全国能源资源的优化配置,提高能源资源使用效率、支撑经济社会可持续发展具有十分重要的意义。国家中长期科学和技术发展规划纲要、国家“十一五”科学技术发展规划、加快振兴装备制造业的若干意见及*省中长期科学和技术发展规划纲要等都将风力发电列为重点支持领域和优先发展主题。国家好的产业政策无疑给风电产业技术的研究开发和产业化提供了千载难逢的发展机遇。1.3.2风电装备有巨大的发展空间风力发电是当今新能源开发中技术最成熟、最具有商业化发展前景的发电方式,未来的3-5年
8、将是我国风电快速发展期,预计年增速将高达30-40%,国内风电设备制造业面临巨大发展契机。“十一五”规划期间,国家发改委提出了风电发展中长期规划,制定了风电装机容量2010年达到500万千瓦,2015年达到1500万千瓦,2020年达到3000万千瓦的发展目标。以上充分说明,国内风电装备市场将具有广阔的发展空间。1.3.3*省有雄厚的风电产业基础*省委省政府高瞻远瞩,审时度势,分别在许昌、*建设中原电气谷和*动力谷。中原电气谷核心区的风电产业园于2009年4月份开工建设,产业园占地2平方公里,其中*风力发电研发生产项目首期占地600多亩,将通过加强国内外合作,整合技术、品牌、人才等要素资源,
9、提升风电装备国际竞争力,促进风电制造业的振兴。2009年5月,*省风电产业技术创新战略联盟签约仪式在许昌学院隆重举行。*集团有限公司、*集团、*科技大学、*研究所等12家企业、高校、科研院所的负责人共同签订协议成立“*省风电产业技术创新战略联盟”。这对于中原电气谷的建设和风电产业的发展具有重大意义。面对风电装备制造业难得的发展机遇,*省风电产业技术创新战略联盟将通过集合成员单位的科技资源,加强产学研紧密结合,共同致力于风电装备制造的共性、关键和前沿技术,发挥风电产业链集群竞争优势,共同打造“*风电”品牌,整体提升*风电产业自主创新能力和国际竞争力,积极推动*风电装备制造业的蓬勃发展。*集团有限
10、公司对*省的风电产业链进行了详细调研,省内有20多家公司从事MW级风机主要零部件的研发和生产,其中风机三大部件:发电机、齿轮箱和叶片分别由*、郑机所和*正在开展研究开发工作。全国有20多家公司从事并网设备的研发和生产,其中大多为电气常规产品,*集团正在研发风电场专用箱变和风电STATCOM。可以说我省的风电产业几乎涵盖了从叶片到电网接入所有的风电场机械和电气设备。*集团有行业内最专业的电气技术工程师,风机控制系统研发中心以及并网领域的专业技术人员,构建了包含15名博士、10名海归及30余名硕士在内的100多名技术人才梯队;另外我们聘请了华锐、明阳、华仪、常牵、一拖等一批资深专家加入我们的队伍,
11、除此之外,我们还从行业协会、清华大学、沈阳工业大学等外部聘请战略、商务和技术三个层面的高级顾问,关注国家政策、市场及技术的变化,及时为项目实施出谋划策。项目研发过程中*坚持走产学研相结合的道路。国际方面,先后与AMSC公司、Windtec公司、WIKOV公司、LS公司建立了广泛的技术联系,通过请进来、派出去、引进技术等方式,跟踪国际上技术的最新发展。国内方面,先后与五大发电集团公司、上海电气集团、南京高速齿轮箱有限公司、中复连众复合材料有限公司、中航惠滕风电设备有限公司、清华大学、沈阳工业大学等国内著名的企业、大专院校、科研单位进行合作。*集团依托在电气、电力电子装备的产业基础、技术经验及试验
12、设备,从2005年就开始和国务院三峡办合作,涉足风电设备配套。2008年3月组织专家召开*2兆瓦SG机型研讨会;4月签订100套1.5MW风力发电机组控制系统供货合同,成为国内首家批量提供MW级风机组全套控制系统的企业,目前已供货20多套;5月开始和风机部件厂家合作洽谈;7月和部件厂家一起在欧洲确定风机方案;10月与国际一流的风机设计公司签订2.0MW风力发电机组联合设计合同;12月成立许昌市风力发电工程技术研究中心,主要从事风电控制系统的研究开发工作。目前已完成金风科技1.5MW全功率变流器、湘电风电2.0MW全功率变流器试验配套项目。1.4本中心对行业进步的带动作用经济效益与社会效益是衡量
13、中心成功的主要标准,良好的经济效益将促进中心健康稳定地向前发展,从而保障组建技术中心的目标和任务的圆满实现,从组建形式上,中心以高新技术企业为主体,以科研机构、大专院校为技术依托,整合全省行业科技力量,使“产、学、研、用”结合更加紧密,强化与国内外同行业的技术交流合作和沟通,充分体现出科学技术面向经济建设、领先经济建设的指导思想。根据国家风力发电发展中长期战略规划,为了更好地满足国家电力发展的需要,促进中原崛起,在我省打造又一个国内大型风电产业基地,届时,将依靠*省风机控制工程技术研究中心的科研实力、创新机制、技术与品牌优势,建立风机控制系统设备国产化基地,有效促进*省风电产业的跨越发展。中心
14、组建后,能够为全省电力系统风电控制设备制造行业的发展提供切实有效的技术支撑,能够确保以*集团有限公司为代表的省内行业保持技术上的领先,促进我省风电控制设备制造业迈上新的台阶。2.国内外发展趋势及国内、省内需求状况2.1国内外技术发展水平与差距目前,风电机组正向大容量方向发展,世界主流机型为1.5MW3.0MW,如丹麦主流2.0MW3.0MW。目前,世界最大的5MW机组已在2005年初投入运行,有资料报道英国正在研制10MW的巨型风电机组。2007年美国、德国风电机组平均单机容量分别为1.65MW 和1.89MW,表1和表2分别给出了美国新增风电机组数量分布和德国新增风电机组数量分布,从美国和德
15、国的风电机组单机容量发展情况来看,两国风电机组大容量趋势比较明显,但最近三年,单机容量经历缓慢提高。受风电场资源条件的限制和出于对风电场经济性考虑,预计美国、德国未来的风电机组单机容量将继续缓慢提高。我国目前的风电机组仍以0.75MW1.5MW为主。截至2006年,我国风电机组1MW以下的机组占总装机量的70%,1MW2MW之间的风电机型只占26%,2MW以上机型占4%,图1给出了2005年2008年国内风电机组市场装机容量占比情况。根据国家发改委规划,我国未来几年风电新增装机以1.5MW、2.0MW、2.5MW为主。借鉴美国风电机组平均单机容量的发展经验,结合国内风电机组的发展情况和风能资源
16、条件,在未来的34年内,中国的风电发电机组单机容量将以1.5MW 2.5MW为主,1MW以下机型所占比重将逐渐降低。因此,具备1.5MW以上机型生产能力的企业将具有更强的市场竞争力。表1 美国新增风电机组数量分布19981999200020012002200320042005200620072008 3Q0.5MW以下1.3%0.4%0.5%1.8%0.7%0.0%0.0%0.511.0MW98.5%73.9%43.4%18.5%10.7%11.0%13.1%1.011.5MW0.0%25.4%43.5%56.0%54.2%48.6%47.6%1.512.0MW0.3%0.4%12.5%23.
17、6%17.6%24.1%20.2%2.012.5MW0.0%0.0%0.0%0.1%16.3%15.0%17.2%2.513.0MW0.0%0.0%0.1%0.0%0.5%1.3%2.0%表2 德国新增风电机组数量分布20012002200320042005200620070.49MW以下0.0%0.0%0.1%0.0%0.0%0.0%0.0%0.500.99MW15.9%10.3%5.0 %4.5%4.8%4.3%5.6%1.001.99MW72.4%71.5%68.2 %44.9%29.7%13.5%5.5%2.00MW以上11.7%18.2%26.8 %50.6%65.5%82.2%88
18、.8%图1 国内风电机组市场装机容量占比情况国内风电市场长期供不应求的状态,吸引众多企业加入风电整机制造行业。国内风电整机研发基础比较薄弱,除了少数厂商或研究机构能够自主研发外,绝大多数企业的技术基本上来源于技术许可证或购买设计,还不具备独立开发设计风电整机的能力。表3给出了国内主要整机厂商MW级风机技术情况。表3 国内主要整机厂商MW级风机技术情况企业名称单机容量技术来源样机下线时间双馈机组华锐风电1.5MWFurlander 德国技术许可证2006年3.0MWWindtec 奥地利联合开发2008年5.0MWWindtec 奥地利联合开发2009年东方电气1.5MWRepower 德国技术
19、许可证2006年1.0MWWindtec 奥地利联合开发2008年2.5MWWindtec 奥地利联合开发2008年上海电气1.25MWEU 英国技术许可证2007年浙江运达1.5MW自主研发2008年华仪风能1.5MWAerodyn 德国联合开发2008年常牵新誉1.5MW沈阳工业大学技术转让2007年保定惠德1.0MWFurlander 德国技术许可证2008年银星能源1.0MW三菱 日本技术许可证2007年保定天威1.5MWGH 英国委托设计2008年直驱机组金风科技1.5MWVensys 德国消化吸收2006年2.5MWVensys 德国消化吸收2009年东方电气1.5MWAerody
20、n 德国联合开发2009年1.65MWAerodyn 德国联合开发2007年上海电气2.0MWAerodyn 德国联合开发2008年湖南湘电2.0MW原弘产 日本联合开发2007年常牵新誉2.0MW自主研发2008年长征电气2.5MWRSB Counsult 德国联合开发2008年其它机组东方电气2.5MW半直驱Aerodyn 德国联合开发2009年自20世纪90年代以来,我国风电整机制造企业曾主要通过与国外知名风电制造企业成立合资企业或向其购买生产许可证,直接引进国际风电市场主流的成熟机型的设计图纸,学习装配技术和控制系统调试技术;在早期直接进口主要部件,然后逐步实现零部件国产化。但是由于许
21、可证引进方式只转让制造图纸,不转让核心技术。其引进的欧洲机型不针对中国风资源和电网现状设计,因此存在发电量不高,抗低温、抗风沙能力差,整机总量大,适应中国电网的能力差等缺点。风电机组技术路线比对:兆瓦级风力发电机组目前主要存在两种可行的技术路线:变速恒频双馈异步发电机组和永磁直驱式发电机组,半直驱式基本不被采用;变速恒频双馈异步发电机组是大功率风力发动机的主流机型,制造技术相对成熟,欧洲60%80%的企业采用此种技术路线,中国大部分的主流厂商也生产该种风力发电机组;永磁直驱式风力发电机组是最近几年的风力发电新技术成果,理论上具有维护成本低、耗材少等经济可靠的优点,但在实际制造过程中,产业链和技
22、术并不成熟,制造成本和质量控制难度大,售价高于双馈式,国内个别企业的兆瓦级风电机组采用该种技术路线;从制造成本、产业链成熟度、技术可靠性综合对比来看,双馈式是目前乃至将来相当长一段时间内的主流技术机型。 风力发电机组技术路线对比:技术路线双馈路线半直驱路线直驱路线齿轮箱 三级增速,最高转速1级增速,最高转速无齿轮箱,减少易出现故障的几率轴承规格较小、数量多、价格较低,容易采购规格稍大、数量少,不易采购规格大、数量少轴承需要特制,不易采购、成本高发电机异步双馈发电机,电机控制简单,体积小,容易采购中低速,永磁同步发电机,电机控制复杂,体积大超低速,永磁同步发电机,电机控制复杂,体积大变流器容量只
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 河南省风力发电装备工程技术研究中心可行性研究报告 2 河南省 风力 发电 装备 工程技术 研究中心 可行性研究 报告
链接地址:https://www.31doc.com/p-3875073.html