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變速風(fēng)力發(fā)電機——氣動效率高、機械應(yīng)力低、功率波動小、成本效益高、支撐結(jié)構(gòu)輕。風(fēng)電場中的風(fēng)力渦輪機彼此之間需要足夠遠的距離,以避免過度的湍流相互影響或由于“尾流效應(yīng)”而嚴重降低后部風(fēng)力渦輪機的功率輸出。升壓變電站(陸地上可能有多臺升壓,海上可能有集中控制中心)升壓變壓器無功補償裝置(電容器、電抗器、靜態(tài)無功補償裝置、濾波器)
風(fēng)力發(fā)電機組由風(fēng)力發(fā)電機組、傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制和安全系統(tǒng)、機艙、塔架和基礎(chǔ)等組成。以2兆瓦風(fēng)力發(fā)電機為例:葉片長約50-60米,以額定轉(zhuǎn)速運行。旋轉(zhuǎn)一圈大約需要4秒。葉尖速度可達每小時280公里以上,可與高鐵速度相媲美。葉輪旋轉(zhuǎn)一圈可產(chǎn)生約2.2千瓦時的電力。風(fēng)電場建設(shè)需要大量土地,風(fēng)電場建成后,這些土地不能移作他用。這在一些土地稀缺的地方無疑是一種變相的浪費。
永磁同步發(fā)電機——轉(zhuǎn)子由鐵氧體材料制成的永磁磁極組成。通常為低速多極型。它不需要外部勵磁,簡化了發(fā)電機結(jié)構(gòu),因此具有很多優(yōu)點。電勵磁同步發(fā)電機——轉(zhuǎn)子是繞線的凸極磁極,由外部直流電流勵磁產(chǎn)生磁場。然后使用帶有保護電路的逆變電源,將電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成交流220V市電,保證穩(wěn)定使用。國家能源局指出,棄風(fēng)率高于20%的地區(qū),不再安排新增風(fēng)電建設(shè)規(guī)模。
由于結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠,近20年來,定距(失速式)機組在風(fēng)能開發(fā)利用中始終占據(jù)主導(dǎo)地位。同時,國家能源局于2016年實施風(fēng)電投資監(jiān)測預(yù)警機制,預(yù)警顏色以紅、橙、藍為代表。紅色區(qū)域為暫停風(fēng)電開發(fā)建設(shè)的區(qū)域。立軸風(fēng)機——旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面,設(shè)計比較簡單,葉輪不需要隨著風(fēng)向的變化而調(diào)整其方向。海上風(fēng)電選址要求:按照國家能源局、國家海洋局聯(lián)合發(fā)布的《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》執(zhí)行。
平價上網(wǎng)政策的實施和國家補貼政策的取消,使新開發(fā)的風(fēng)電場面臨新的技術(shù)考驗,進一步加大了開發(fā)難度。根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)和國際能源署(IEA)的情景分析,全球每年需要新增至少180GW風(fēng)電容量,才能將氣溫較工業(yè)化前上升控制在2以內(nèi)。水平。社會和自然條件,風(fēng)電場地地形應(yīng)較為平坦,地質(zhì)條件良好,便于土建施工。
目前主流風(fēng)電機組的單機容量為1.5MW至10MW,未來可能會更大。相對來說,小容量的在陸地上,大容量的在海上。土地管理制度實施后,由于耕地紅線無法移動、林地?zé)o法建設(shè)等限制,西北地區(qū)可開發(fā)的風(fēng)能資源進一步減少。年平均風(fēng)速5m/s以上,30m高度有效風(fēng)時6000h以上,有效風(fēng)能密度240w/m^2以上。適用于大型風(fēng)電場的建設(shè)。
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