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联合动力胡雪松:高效定制化的分散式风电

北极星电力网新闻中心  来源:北极星风力发电网    2018/9/14 23:59:21  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2018年9月14日—15日,由江苏省可再生能源行业协会联合中国长江经济带可再生能源装备制造业产业联盟、江苏风力发电工程技术中心联合举办的“2018第十一届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛”于江苏省南京市盛大开幕。电力头条APP将对本次大会进行全程直播,如需了解更多会议直播,请联系微信号:13693626116

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国电联合动力技术有限公司

胡雪松 技术中心总工程师

国电联合动力技术有限公司技术中心总工程师 胡雪松在平行会议二:低风速与分散式风电专场为大家带来的主题是:《高效定制化的分散式风电》,以下为北极星风力发电网为您整理的发言实录:

各位专家领导大家下午好,我是来自国电联合动力技术有限公司技术中心的胡雪松,下面我介绍一下高效定制化分布式风电的设计。

汇报的内容分五个部分,

第一个就是分布式发电的特点,

二是政策支持,尤其是我们今年4月份国家能源局新颁布的30号令,对我们分散式风电的各个细节无论从省批到融资还是并网的条件都做了一个明确的要求,这一块跟大家再分享一下。

第三部分也是我着重要说的,面对新的分布式发展的情况,我们在技术方向尤其是从设备供给侧我们如何服务好分布式风电,如何在新的市场竞争的情况下完成分布式风险更好的发展,提供更好的支持。

第四部分跟大家分享一下我们国电联合动力技术有限公司做的两个分布式能源的案例。

第五个就是基于我们现在的发展趋势,基于我们现在的经验对我们未来的分布式的发展趋势进行了一个预测,并给大家分享一下。

第一个就是我们的分布式发电定义,是指在用户现场配置较小的发电机组以满足特定用户的需要,或者支持现存配电网的经济运行。分布式风电是以100千伏电压等级接入,项目容量不应超过50MW,如在35千伏及以下,装机容量不应超过20MW。

分布式发电有几个特点,第一个是直接与配电网连接,分布在用户负荷附近,功率发电用定双向交换,一般容量比较小,一般无需电网调度。这是结构特点。性能特点有改善电网末端电能质量、降低输电线路电能损耗、增强电网抵御灾害能力、电力分散接入就地消纳、有助于新能源高效利用。建设特点有占地面积小、选址灵活、建设周期短、无需新建升压站、节省输配电费用。所以分布式风电与集中式风电相比,在电源结构、性能特点和项目建设等方面有较大的差别。

在政策这一方面大概从2001年我们分布式刚推出一直到2018年4月份,梳理一下,基本上国家对分散式风电发展还是比较支持的,从最早的概念的提出到政策性的鼓励,那么到最后今年2018年4月份具体细则的一个出台,为我们整个分布式风电的发展提供了政策的一个支持。这里要强调一点就是要我们现在的4月份国家能源局下发新的管理办法,他其实从细节方面对我们中国风电发展提出了具体的要求,包括对我们的审批各个环节都提出了时间的要求。他有几个特点,第一就是与之前的分散式风电相比我们现在的并网的电压等级以前最高的是35千伏,我们现在允许到110千伏允许风电接入,大大扩展了消纳的范围,减少了电网的约束。新办法的实施110千伏的电压接入,无论是审批还是他的上网电价还是其他的一些相关的鼓励政策都能按照分布式风电的要求分布式风电鼓励办法去走,这也是明确的。在项目规模上以前要求分布式风电最大规模是20兆瓦以下,现在放松到50兆瓦也大大的把分布式的容量扩大了一下,为更多规模的分布式风电提供了一个依据。还有比较大的区别就是以前现在我们的整个分布式风电的审批制度由以前的核准制变成了现在的核准承诺制,大大减少了分布式风电审核的周期。还有补贴,国家在30号令已经明确,我们补贴的方式是按月转付国家的补贴,电网是按月给发电企业给予分布式发电企业电费的支付。在融资创新放没有明确分布式风电到底允许什么样的融资模式,但是他列了好多种,允许地方政府和一些民间的一些融资平台共同去融资,这个也是为以后分布式风电的应用模式提出了一个指导性的方向。

下面因为我是搞技术的,主要从技术研发的方向,从供给侧方向来跟大家分享一下,我们从设备角度如何做分布式风电的开发。

第一个分布式风电和集中式风电有一个很大的区别就是分布式风电快,无论是审批还是建设都快,因为他用的机组少,容量比较低,选址也灵活,所以无论是审批还是建设都比较快。一般正常项目选址以后进行测风,或者同时进行,政策要求于必须集中式的发展要有一年准确的测风数据,显然这个是不适合分布式风电的发展的。分布式风电的发展因为周期比较短所以测风数据一定不准确,我们在地图选择的时候包括风资源评估的时候我们一定做不到精准的评估,我们如何解决这个问题?第一个我们用中尺度的气象数据,包括温度、压强、风向、风速、太阳辐射强度等等,我们根据地形进行评估,无论如何我们评估的结果一定是粗糙的,利用短期的激光雷达测风数据,能够做成移动式的短期的测风相对来说比较短,大概有两到三个月的激光雷达测风数据结合我们中尺度的气象数据我们做综合的评估,得出来的这个数据我们根据理论方法的计算和实际的操作我们形成一个数据,无论怎么做跟我们实际测风塔的数据是有偏差的,但是对于我们分布式风电来说这样已经足够了。我们能够做到第一个在基于我们利用上述方法做的这个风资源评估的数据,基于这个数据的基础上我们能够做到机组的选型,能够做到很多风资源的技术性评估。机组选型风厂的投资回报率是没有问题的。

刚才说的是前期风资源开发这一块,我们还有一个技术选择是一个核心,我们分布式的风电主要集中在中部偏南部的低风速区,因为每一个地方风速都不一样,我们在机组设计的时候一定要同整个机组的单机容量、叶片的直径,还有塔筒的高度三个不同的维度做差异化的设计,最终根据实际的分布式风电的特定厂址来选择有梯度的最优的解决方案,根据机组的容量还有叶轮直径还有塔筒高度我们为运营商提供更多的选择,确保回报率最优,同时提供特定环境的解决方案。

比如说高海拔,我们在新疆西藏等地方因为环境的影响,有些地方还是没有通电的,在这些地方尤其我们作为一个国情有政策性的需求,并不是说有一定的回报率才去做,在解决民生的问题我们也要做。最好的一个选择就是用我们的分布式风电去做,因为他第一功率可以得到保证,向没有通电的偏远地区相对来说风资源条件都是不错的,我们分布式风电一定要对这些特定的恶劣的自然环境的条件下也要给出有针对性的解决方案。

下面从技术角度来说,我们分布式风电跟集中式风电还有一个很大的区别,就是我们的并网环境。我们分布式风电解决的主要的问题是解决负载集中地区的电网消纳的问题,他并网电压的等级一般以10千伏30千伏居多,我们在机组设计的时候一定要考虑机组的可靠性和经济性,我们分布式的风电机组可以把电压等级设计成中压的,比如说我们直接并到均匀用电网技术消纳。

还有一个我们分布式的风电跟集中式的风电很大的区别就是我们分布式风电靠近负载区甚至考虑居民区,我们降噪是一个关键点,对于分布式风电机组来说有两个,一个是机械的噪音,在偏航可能会产生一些机械的噪音,基本上我们都能把机械噪音控制到一个很低的水平。还有电机噪音,相对比较小。我们要说的就是我们的气筒噪音,叶轮在运行的时候产生的噪音,正常来说也是最大的噪音,举一个简单的例子,我们有一个项目,当然不是分布式的是一个集中式的,但是离居民区还是比较进近,据居民说,当我们的项目运行之后他那个鸡下蛋的水平就明显不如以前了,他认为噪音影响了,后来也是通过一些途径把这个问题解决掉了,他搬的远一点。其实这个是有科学依据的,如果一个人长期在噪音的环境下,他各方面都会产生变化,身体和心理都会产生变化。

我们分布式风电还有集中式风电来说我们在噪音控制这一块都要做一些特别的设计。我们第一个如果是分布式机组来说的话我们要控制整个机组的转速,我们大家都知道分布式风电相对来说应用区域风速比较低,一般来说我们会用叶轮直径比较大的机组,那他的叶间速度一定是一个问题,我们要保证他的发电效率叶轮的走速肯定是要控制的,如果叶间速度比较大整个机组的声音就会比较大,对于分布式风电来说我们要控制叶轮的转速,我们还要平衡发电的效率,要选用高速的齿轮箱,我们目前有两款。

另外我们在叶片的设计也会有针对降噪做考虑做设计,第一款就是我们叶间的造型,基本上考虑的只是他的发电效率,所以叶面的造型是不考虑的,我们有时候可以牺牲一点效率来降低他的噪声。我们还可以做一些功能性的设计,比如说加一些扰流条等等,到目前为止也取得了一定的成果。

还有机组的可靠性和电网接入这一块。分布式机组不像集中式机组那样比较多,他的可靠性尤为关键。第一点如果说分布式风电在运维的时候不可能像集中式的风电一点有电器专业、机械专业或者其他专业的工程师进行现场运维,因为分布式风电可能就三五台,如果有人固定值守的话维护成本是比较高的,所以我们一定要把分布式风电的可靠性提升,甚至增加一些设计来保证他的可靠性。我们集成于主控的CMS状态监测系统,对于风电机组的传动链关键部件进行实时监测,集成于主控,集成度高、扩展性强、预警期早,能够定时出具机组的健康体检报告。

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