细数最近几年,风电整机技术创新的主要方向,无外乎以下几种:大型化、深远海、电网友好、工程技术等。当然,这些方向还可以进一步细分成无数种不同应用场景下的解决方案。其中,电网友好类的风电整机技术,最为人所知是构网型风机,而从2024年开始,低频风机与大叶轮风机,正逐渐成为各大厂商的研发焦点。
构网型风机近几年很火,是因为风电在电力系统中的作用越来越大,发出的电在系统中的占比越来越高。但因为风电有一定的间歇性,所以为了安全起见,也是为了风电日后能够进一步提高占比,构网型风机就被开发出来。 所以,构网型风机与普通风机的区别,就是对电网有支撑能力。意味着风电项目不再需要储能、分布式调相机等电网稳定设备,可以直接用风机支撑电网。这带来一个好处,就是通过以风机为主的系统集成,降低整体控制的复杂度,并且让项目运维更简单,最最重要的是,可以比以前普通风机配储的方式降低一些成本。 有整机企业测算过,以构网型风机为基础的一个50万千瓦集中式风电项目,可以降低近6%的度电成本;在分散式项目上,也能降低2%的度电成本。
目前金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能、电气风电等不少厂家,已经推出了这种风机。
低频风机
低频风机在某种程度上,是中远程输电在成本上妥协的产物。工频输电(50Hz)技术在输电距离比较长时,损耗较大,所以我国推出了柔性直流输电技术。但由于柔性直流需要建设两个交流直流换流站,会产生一定成本,尤其是海上风电换流站,成本是巨大的,所以这就给低频输电技术以发展空间。 低频输电比工频输电频率低,大概在20-30Hz,在远程输电时相比工频输电损耗少,又不用建设换流站,所以在一定距离内,其输电成本较低。有专家进行过测算,低频交流技术更适合离岸距离在80-185km的风电项目上使用,80km以下适合用工频交流,185km以上适合用柔性直流。 低频输电需要风机发出低频电力,这就出现了低频风机。今年6月,电气风电发布了当时全球最大的低频海上风电机组,单机容量16MW。今年9月,完成吊装的明阳智能MySE18.X-20MW,也宣传为低频风机。
大叶轮风机
这里所指的大叶轮风机,特指单位千瓦扫风面积较大的风机,也就是单机容量可以不用很大,但叶轮直径一定要足够大。这就意味着,这种风机相比更大容量的风机,在高风速下发的电可能不多,但在中低风速下更容易启动发电。
我们知道,除了极少数地区外,我国绝大多数地区的风力都是中低风速比高风速的时间多得多。所以当风机更容易在低风速下启动,也意味着在同一个项目中,其发电小时数更多。因此,大叶轮风机能显著提升风电项目发电量及发电收益。但是,由于大叶轮风机匹配了更长的叶片,而单机容量更小,所以单位千瓦价格更高,往往成为低风速市场不得已的选择。 实际上,除了低风速发电能力更强外,大叶轮风机所具有的另一项优势,正在越发获得市场认可,这也同电网的稳定性相关。 在同一个机位点,一台叶轮直径233m的10MW风机,与一台叶轮直径210m的10MW风机相比,年发电小时数会高出数百个小时。也就是说,叶轮直径更大的风机,输送电力的时长更长,对于电网来说,这种风机所发电力上网的间歇更少,也就更稳定,因而电网会更欢迎。这在风电占比更高的地区,价值就越明显。
本文来源:风电世界
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