风电小知识.docx

1/空气密度是单位容积的空气的质量，单位为千克/立方米(kg/m3)。空气密度随高度迅速的减小，处于最底层的地面密度最大，愈往上愈稀薄。如果把大气中最小粒子所受的地心引力与地球自转的离心力相平衡的高度作为大气的上界，那么这个高度离地心约为42，000公里。但人造卫星测量证明，在几千公里高度以外，主要为来自太阳大气的粒子所代替，因此，也不能把平衡高度定为大气的上界。 由于太阳风(太阳高温膨胀而向外抛出的粒子流称为太阳风)带电粒子进入地球磁场在200-1200公里的高空与地球大气中的原子碰撞而形成了“极光”现象，由此可见在1200公里有大气的存在，所以气象学把大气的上界定为3000公里。 其实这对我们研究风电来说并不重要，我们关心的是大气对流层以下的情况。对流层高度约12公里，这一层空气分子密集，占整个大气重量的80%。在对流层里紧贴地面几百米到1500米的这一层叫“大气边界层”，也称“摩擦层”。在这一层中，大气运动基本上呈不规则的湍流状态，由于受地面热力和动力影响不同，形成大气和地表各种属性的强烈交换，故边界层中风、温度等分布有特殊的变化规律，这一层是我们最关心的一层。2/风力发电，是能源业又一突破，其中风力发电机功不可没。通过风力发电机工作原理图，我们可以清晰了解各种奥妙。其实，风力发电机工作原理图并不是那么难懂。下面，我们一起来对风力发电机工作原理图进行详细的剖析和解读吧!风力发电机为一由转动盘、固定盘、风轮叶片、固定轮、立竿、集电环盘、舵杆、尾舵和逆变器组成的系统。转动盘和固定盘构成该系统的发电机，逆变器包括50赫正弦波振荡器、整形电路、低压输出电路和倒相推挽电路。风力发电机工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量)，通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，立在一定高度的塔干上，这是小型离网风机。 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无，电压和频率不稳定，没有实际应用价值。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分)。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，1500千瓦的风机机舱总重50多吨，叶轮30吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。风机是有许多转动部件的，机舱在水平面旋转，随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转，以便产生动力扭距。对变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况而变桨距。在停机时，叶片要顺桨，以便形成阻尼刹车。早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用)，现在电变距系统逐步取代液压变距。就1500千瓦风机而言，一般在4米/秒左右的风速自动启动，在13米/秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。现代风机的设计极限风速为60-70米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。理论上的12级飓风，其风速范围也仅为32。7-36。9米/秒。风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网;同时齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机，属于无人值守独立发电系统单元。3/负剪切问题我们知道，风切变是风速随高度变化而变化的现象。通常情况下，风速随高度增高而增大，风切变指数是正值。但是在一些特殊情况，特别是复杂地形中，某些高度上却经常会出现负切变现象，即风速随高度增加反而减小。那么，是什么原因造成负切变现象呢? 一、地形原因 在复杂的山区地形中，通常会有一些类似于缓坡或狭管的地形;当气流通过上述地形时，气流被压缩并加速。但这种加速效果只发生在山脊以上相对较薄的某一段高度内，导致了某一高度区间内风速有所增高，而更高高度风速则不受影响。因此，虽然通常情况下，风速随垂直高度增高而增大，但在这些复杂山区地形中，近地面某层高度风速因为地形原因被加速，而更高高度则因不在地形加速效应层内而未被加速，这样，风速随高度增高而增大的效果就不明显了，风切变指数变小。甚至，当地形加速效应较大时，加速后的低层风速比未经加速的更高层的风速大，这样就产生了负切变现象。如下图所示 二、大气稳定性 风切变指数受大气稳定度影响严重。简而言之，大气稳定度是指空气受到垂直方向扰动后，大气层结(温度和湿度的垂直分布)使该空气团具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度。根据国际标准，按照稳定度从大到小，通常可以分为三类： 1. 稳定状态。移动后逐渐减速，并有返回原来高度的趋势。 2.中性平衡状态。如将它推到某一高度后，既不加速，也不减速而停下来 3.不稳定状态。移动后，加速向上向下运动。 一般来说，大气稳定性越差，当地风切变指数越小。在复杂地形山区中，气流变化复杂，加之海拔较高，昼夜温差较大，通常大气稳定性也较差;再加上前文所述的地形原因，出现负切变现象是比较常见的。 由于风切变对于风电场机型选择时轮毂高度的确定具有重要意义，因此在复杂地形风电项目中进行轮毂高度机型比选时需要格外注意负切变现象。由于复杂地形负切变现象较为常见，因此在出现负切变现象的地区，风电机组轮毂高度不宜设置过高4、税收政策 甘肃酒泉，因为有着丰富的光能和风能资源，在全国新能源产业中拥有重要地位。据了解，酒泉市风能资源理论储量1.5亿千瓦，可开发利用的在4000万千瓦以上，在1万平方公里可开发区域内，不占耕地、没有拆迁、无灾害性气候、没有破坏性风速，适宜大型风电场连片开发。同时，按照甘肃省政府的战略部署，“河西走廊”将在2020年之后逐步成为世界上最大的风电基地。在酒泉市19.2万平方公里的土地上，有5万平方公里属国家光热资源分布一类地区，每平方米全年的太阳辐射量在6300兆焦以上。虽然我国有着非常丰富的新能源资源，但开发严重不足。业内专家表示，现在全世界都已经意识到了新能源产业的重要性，并在大力推动其发展。但是，要让新能源真正代替传统能源，使我国的能源结构更加优化，使经济发展方式因能源结构的变化而转变，并非一朝一夕之功，需要大量优惠政策的落实。然而，“对于一些新能源企业而言，优惠力度最大的企业所得税优惠似乎有些有名无实。”业内专家指出，众所周知，固定资产投资具有规模大、资金需求大、投资回报周期长等显著特点，而风电、光电等新能源企业的前期投资恰恰都是固定资产投资。以风电企业为例，风电企业的固定资产折旧费占到总成本费用的70%80%，折旧年限长达20年之久。此外，一般风电企业在投资时都有银行贷款，而贷款利息费用又占到总成本费用的10%左右。加之这些企业均实行上网电价竞标制度，每度电价一般只有0.51元左右。综合分析，风电行业前6年实现盈利的可能性非常小。在这样的情况下，税收优惠对缓