国家风电发展规划及风电建设项目策划 -朱瑞兆教授.ppt

国家风电发展规划和风电建设项目规划，朱，中国气象科学研究院，2009年11月15日，国外风能资源利用现状及发展趋势国家风电发展规划纲要；中国风电利用现状及发展趋势：中国风电发展计划；风电建设项目规划项目立项(项目建议书)；风电场项目可行性研究报告；风电场设计；风电场的运营和管理；风力发电发展中的几个问题：并网风力发电的电价；风力涡轮机的过热电网；国家风力发电发展计划；国家风力发电发展计划；传统常规能源占主导地位，但资源有限；因此，开发和利用新能源和可再生能源势在必行。同时，矿物能源的使用对环境和生态产生了一系列不利影响。从长远来看，使用可再生能源还可以逐步改善以煤为主的能源结构，促进更合理和有效地利用矿物能源。缓解与能源相关的环境污染问题，使我国可再生能源的利用与环境保护协调发展，实现可持续发展的目标。一、国家风电发展规划，(1)国外风能资源利用现状及发展趋势1。世界风能利用水平截至2008年底，全球风电累计装机容量已达到121188兆瓦，占世界总装机容量的1.5%。风力发电发展的前五名是美国、德国、西班牙、中国和印度。世界风力发电继续高速发展。从1998年到2008年底，世界风力发电发展增长了10倍，年均增长率为30%。下表显示了1998-2008年世界风电装机容量的增长率，(1)国外风能资源的利用现状和发展趋势，(2)1998-2008年全球新增风电装机容量，(3)全球风电未来发展预测。世界风能协会预测，到2020年，风力发电将提供至少12%的世界电力，这意味着到2020年，全球装机容量将达到至少150万千瓦。根据能源观察组织的一份研究报告，2025年全球装机容量可能达到750万兆瓦。丹麦的风力发电现在约占丹麦总电力供应的20%。据预测，到2025年，丹麦一半的电力供应将来自风力发电。4.海上风电场截至2008年底，1473兆瓦的风力发电机已经在海上风电场投入运行，其中99%在欧洲。(1)国外风能资源利用的现状和发展趋势，(2)中国风能利用的现状和发展趋势。1)风力发电的快速发展。虽然中国是世界上最早使用风力发电的国家之一，但其科学研究进展相对缓慢。1986年4月，第一个风力发电场在山东省荣成市建成并并网发电，使中国的风力发电行业成为蓬勃发展的先锋。自1989年以来，中国先后引进风力发电机组建设风电场，装机容量逐年增加。中国风电场装机容量(兆瓦)，(2)中国风电利用现状及发展趋势，(2)风电场遍布全国。截至2008年底，除台湾省外，共有239个风电场，在24个省(市、自治区)共安装了11600台风力发电机，但只有4个省(自治区)的总装机容量超过1000兆瓦。内蒙古3735.4兆瓦，辽宁1249.8兆瓦，河北1110.7兆瓦，吉林1069.4兆瓦。香港至少0.8兆瓦，其次是湖南省1.6兆瓦。(2)中国风能利用的现状和发展趋势，(2)中国风能利用的现状和发展趋势，(3)中国风能资源的分布特征。风能规划必须首先了解中国风能分布的特点，以便合理规划可开发量。(1)中国风能资源的形成决定了我国风能资源的分布和发展潜力。中国大气环流是全球大气环流的一部分冬季风和风资源，一月海平面气压场，在蒙古人民共和国西北部形成一个高压中心，称为蒙古高压，它是控制我国冬季风能变化的主要因素。中国风能资源的分布特征决定了中国有5个冷空气源，从这5个冷空气源进入中国的路径称为路径。第一条路线来自新地岛东部附近的北冰洋。它从西北方向进入蒙古西部，然后向东向南移动，影响我国西北一号线，如图NW1所示；第二条路线是从辛提岛以西的北冰洋经俄罗斯和蒙古到中国的路线，称为西北2，图NW2；(NW1和NW2占我国冷空气入侵总量的59%。第三条路线源于地中海附近的西线，向东移动到蒙古西部，这将再次影响我国。图中，W占我国冷空气入侵总量的15%。第四次是从靠近泰梅尔半岛的海面，向南移动到蒙古，然后影响到中国的东南部。如图N所示，它被称为北方路线，占入侵中国的冷空气总量的19%。第五条源于贝加尔湖以东的东西伯利亚地区，进入我国东北和华北地区，在东北路线图中称为东北，占我国冷空气总量的4%。冷空气活动和山脉的结合在三个北部地区形成了风能资源丰富的地区。每当冷空气向南移动时，就会伴有强风。三个北部地区首当其冲，风速最高。南方越冷，空气变化越慢，风力越弱，风速越小。冷空气一般到达南岭的尽头，风力也很弱。只有强寒潮才能穿过南岭到达南海，但这种强寒潮一年只有几次。西、西北1、西北2、北、东北、夏季风和风资源。夏季，蒙古高压已经向北部撤退，而在西南部有一个热低压印度低压。此时，西太平洋副热带高压向西延伸至大陆。中国夏季风能资源的变化基本上受控于两种环流的强度和相互作用。由于热压梯度低，风速稀疏，我国夏季风能资源相对薄弱。7月，海平面气压场，夏季风受山脉影响，风能丰富的地区分布在狭长的沿海地区，夏季风在东南沿海地区偏南，我国东南沿海地区有几座与海岸平行的山脉，即山脉向东北和西南延伸，如天台山、阔苍山、东贡山和戴云山等近海山脉。第二座山是惠济山、武夷山、九连山等。从海洋到大陆的风速被几个山脉阻挡，只在几十公里或更短的距离内形成强风，风能从富裕地区减少到贫穷地区。我国海岸也受到热带气旋的影响。我国每年大约有11次台风。每个台风都有一个强风过程。只要台风不直接登陆，它的风速就能被充分利用。然而，台风在登陆后也被东南沿海的几座山脉阻挡。风速下降得更快，在离海岸几十公里的地方下降了60%以上。台风的影响从南到北逐渐减弱，因此我国沿海的风能资源也是南北都很少。(2)中国风能资源分布特征：冬季风带来强风降温，夏季季风带来小风降水，冬季风比夏季季风强。因此，中国风能资源基本上是由冬季风的强度决定的，形成了风能资源分布由北向南总体减少的趋势。三北风能资源丰富带，靠近三北风能资源丰富带的区域是一个相对丰富的带。由于海陆分布的差异，形成了沿海风能资源富集带，近海风能资源由东向西、由南向北递减。在该地区10m高风能资源的可开发能力约为2.53亿千瓦。50m高风能资源约为5亿千瓦，是10m高的1.993倍。7000万千瓦风能资源的可开发能力约为5.8亿千瓦，是10米高的2.3倍。100米风能资源的可开发量约为6.8亿千瓦，是10米的2.7倍。2009年4月22日，国家能源局发布了海上风电场项目规划纲要，指出潮间带和潮下带的潮坪风电场将位于沿海多年平均大潮高潮线以下理论最低潮位5米以内的海域。海上风电场：理论最低潮位以下5-50m的海域。海底风电场：在理论最低潮位以下50米的海域。到2020年发展潮间带和潮下带滩涂风电场，暂时不包括深海风电场。中国海上风电场上海大桥100兆瓦风力发电厂已经吊装了三个3000千瓦的风力涡轮机。目前，许多公司已经建造了一座100米的铁塔，开始测量海上风力资源。(3)中国风能资源分布特点及国家政策：坚持资源规划、资源项目的原则；坚持开发利用与经济、社会、环境相协调的原则；坚持规模发展与产业发展相互促进的原则。中国海上风能储量最初估计为7.5亿千瓦。由于海上风能资源测量站太少，其储量有待进一步评估。根据模型计算，福建和浙江的年海上风速约为7.5m/s-8m/s，渤海和黄海的离岸风速约为7m/s-7.5m/s。除了丰富的资源外，海上风电场还受到港口距离、波浪影响、可操作性、海底湍流沙波、潮流、台风风险、地震活动等因素的影响。三、中国风能资源的分布特点，中国近海有效风能密度1930-1980年船舶风能数据，2000-2007年平均风能密度，(三)中国风能发展规划，中国风电发展规划到2015年风电装机容量为1500万千瓦，2020年为3000万千瓦。中国今年预计将超过2000万千瓦。今年4月，国家能源局起草了新能源产业振兴和发展规划(初稿)。会议指出，面对国际金融危机，世界主要国家纷纷调整能源战略，大力推进能源转型，以新能源产业为动力，刺激经济复苏，抢占未来发展制高点。因此，中国必须抓住机遇，顺应世界能源新技术革命和低碳经济趋势，坚持走新型工业道路，以能源技术创新和产业转型为契机，大力发展中国特色的新能源产业。目标是到2011年，新能源在能源结构中的比重将达到2%，新能源发电在总装机容量中的比重将达到5%。到2020年，新能源在能源结构中的比重将达到9%，新能源发电在总装机容量中的比重将达到15%。新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、煤层气利用和煤炭综合利用、石干等。在这些能源中，风力发电技术是最成熟、成本相对较低的发电方式之一，具有最大的发展规模和商业及工业发展前景。(3)中国风能发展规划建立大型陆上风力发电基地，在中国两大陆上风能丰富地区建设7个10兆瓦的风力发电基地，充分发挥能源优势，加快风力发电的大规模开发建设。(3)中国风能发展规划，(2)海上风电规划中国海岸线长，海域广阔，海上风能资源丰富，沿海经济相对发达。电力需求很大。海上风能资源的开发利用对满足我国电力需求、改善能源结构(3)中国风能发展规划、第二次风电建设项目计划、第二次风电建设项目计划，前言风电场项目的投资和建设必须符合项目所在地的当地风电规划和电力建设规划。当有建设风力发电场的意图时，应首先建立风力发电塔，以了解风力资源的丰富性、风力发电场区域、地理环境、运输、安装和运行以及连接到互联网的条件。风电场建成投产后，一般会经历项目立项、可行性研究、工程设计和运行管理几个阶段。(1)项目启动(项目建议书)风电场项目启动是选择风电场的选址。在某些风力测量数据可用并可在评估后开发之后，可组织风电场项目的预可行性研究。在此基础上，开发企业提出开发风电项目，由政府相关部门审批。该项目可纳入长期规划和前期工作计划。这个项目是定性的。1.项目启动的内容只是在投资前概述风电场项目。主要从投资和建设的必要性进行论述。同时，对投资的可行性进行了初步分析。内容包括：项目投资的必要性，根据拟建规模和建设地点对风资源的初步设想，建设条件和合作关系的初步分析，环境影响评价，节能效益分析，投资估算，拟建项目总进度、经济效益和社会效益的初步评估。2.风电场项目装机容量由省(市、自治区)发展和改革委员会批准，5万千瓦以下和5万千瓦以上由国家发展和改革委员会能源局批准。目前，一些企业将几十万千瓦的风电场分成几个5万千瓦的风电场进行建设，因此有一期、二期和三期风电场。(2)风电场项目可行性研究报告风电场项目可行性研究报告可在风电场项目批准后进行。相关内容和深度按照国家电力行业标准风力发电场项目可行性研究报告编制规程进行评估。1.风电场可行性研究报告的作用风电场可行性研究报告的内容在预可行性研究的基础上进一步深化。风能资源需要一整年的数据。与当地气象站同期的风数据进行相关分析后，由于风电场将运行20年，测风年可能是有风年，也可能是小风年。计算后，给出风电场代表年的风速，并利用该数据计算发电量。由于预可行性研究没有优化机器位置，地质钻探、电力系统审查、经济分析和财务评估等原因也很粗略。因此，风电场项目可行性研究报告的编制更加完善和严格，风电场项目建设的必要性和可行性得到进一步落实和论证。评估项目可能实现的经济效益和业主可能获得的回报率。(2)风电场项目可行性研究报告。2)可行性研究报告应由有资质的公司编制。其深度应满足项目初步设计的要求。项目批准后，可成立风电场项目公司进行项目公司化。可行性研究报告的编制一般包括以下16项内容：综合描述：风电场风能资源可行性研究报告各章节的结论总结：代表风电场风塔年风速的工程地质介绍：通过勘探确定岩土体的容许承载力等地质条件、项目任务和规模、总体项目规模、当前地理位置、装机容量等。风力发电机组的选择、风电场发电量的规划和估算：风电场接入电力系统的消防设计和风电场的主接线设计项目：预防为主、防消结合、先进的消防技术、安全保障土建工程：风力发电机组和箱式变电站的基础。风电场中央控制室土建设计及施工组织设计、风电场对外交通、人员配备及主要管理设施的环境保护和水土保持：风电场建设期间，不良环境影响、三废治理等劳动安全和工业卫生。应接受施工作业的安全检查和标准化；完善管理体系，节能降耗；主要围绕系统工程采取措施；项目投资预算和项目投资预算应当符合国家有关规定。固定费率标准用于计算财务评估和社会效益分析，现行动态价格和财务及税收法规用于估算投资风力发电项目所需的资金、年度运营成本和竣工后可获得的财务效益。(2)风电场项目可行性研究报告。3)提交风电场可行性研究报告的设计单位应向业主单位提交