风力发电系统的设计、运行与维护
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第1章 绪论

1.1 我国的风能资源和开发程度

我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源丰富。根据第三次风能资源普查结果,我国技术可开发(风能功率密度在150W/m2以上)的陆地面积约为24×104km2。考虑风电场中风力发电机组的实际布置能力,按照5MW/km2计算,陆上技术可开发量为120×104MW。这一结论与联合国环境规划署组织国际研究机构,采用数值模拟方法开展的风能资源评价研究,得出的陆地上离地面50m高度层风能资源技术可开发量可以达到140×104MW的结论大体相当。

根据《全国海岸带和海涂资源综合调查报告》,海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km,向外海延伸到15~20m水深计算,全国海岸带面积约250×104km2。2002年我国颁布了《全国海洋功能区划》,对港口航运、渔业开发、旅游以及工程用海区等做了详细规划。如果避开上述这些区域,考虑其总量10%的海岸带面积可以利用,风电机组的实际布置按照8MW/km2计算,则近海风电装机容量约为200×104MW。而事实上,海上风资源可利用面积远大于此,从目前欧洲海上风电示范项目来看,海上风力发电机组安装在水深50m以内在技术上并没有障碍,因此我国海上可开发的风能潜力巨大,风电具有构成未来能源重要组成部分的资源基础。

我国的风能资源分布广泛,其中较为丰富的地区主要集中在北部(东北、华北、西北)地区和东南沿海地区及其附近岛屿,近海风能资源也非常丰富。此外,内陆也有个别风能资源丰富点。

北部地区风能资源丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏和新疆等省(区)近200km宽的地带。风功率密度在200~300W/m2以上,有的可达500W/m2以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林郭勒灰腾梁、承德围场等。

沿海及其岛屿地区风能资源丰富带包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近10km宽的地带,风功率密度在200W/m2以上,风功率密度线平行于海岸线。

近海风能丰富区包括东南沿海水深5~50m的海域,面积辽阔,风功率密度为250~400W/m2,虽然受到航线、港口、养殖等海洋功能区划的限制,仍然有巨大的开发潜力,特别是在江苏、浙江、福建、山东和广东等地,近海风能资源丰富,距离电力负荷中心很近,近海风电可以成为这些地区未来发展的一项重要的清洁能源。

除在两个风能丰富带之外,内陆风功率密度一般在100W/m2以下,但是在某些地区由于湖泊和特殊地形的影响,风能资源也较丰富。

我国的风能资源有以下两个特点。

1)风能资源季节分布与水能资源互补 我国风能资源丰富,但季节分布不均匀,一般春季、秋季和冬季丰富,夏季贫乏。我国的水能资源丰富,雨季在南方大致是3~6月(或4~7月),在此期间的降水量约占全年的50%~60%;在北方,不仅降水量小于南方,而且分布更不均匀,冬季是枯水季节,夏季为丰水季节。丰富的风能资源与水能资源季节分布恰好互补,大规模发展风力发电可以在一定程度上弥补我国水电冬春两季枯水期发电电力和电量之不足。

2)风能资源地理分布与电力负荷不匹配 沿海地区电力负荷大,但是风能资源丰富的陆地面积小;北部地区风能资源很丰富,电力负荷却很小,给风电的经济开发带来困难。

由于大多数风能资源丰富区远离电力负荷中心,电网建设薄弱,大规模开发需要电网延伸的支撑。我国风电开发程度还很低,截至2008年年底,风电装机总量为1.2×104MW,不到可开发量的1%。虽然目前各大电力公司及风电投资商在风力资源较好地区跑马圈地,所占容量也不过8×104MW,约占资源量低限的10%。未被开发的资源潜力还十分巨大。