大规模非并网风电系统开发与应用

风电并网是目前世界上大规模风电场的唯一应用方式,但由于风的高度不稳定性,导致风电大幅度波动,风电在电网中的贡献率难以超过10%。文中介绍了大规模非并网风电直接应用的原创性思路,即大规模风电不并入电网,直接应用于一系列能适应风电特性的终端用户。非并网风电系统中的风力机较常规风力机结构得到优化、风能利用效率显著提高、大幅度降低风电成本,并阐述了下一步需要解决的问题和研究方向。

大规模非并网风电投融资研究

本文对大规模非并网风电体系的投融资方式进行了研究。首先阐述了风力发电投融资的现状。其次,对非并网风力发电的发展进行了介绍。然后对大规模非并网风电投融资的可用方法进行了分析探索,以期积极推进非并网发电体系的发展。文章最后还提及了非并网发电投融资面对的问题及给出了相关的建议。

非并网风电制氢及其在绿色交通物流中的应用

全球二氧化碳减排巨大压力给了氢能一次绝好的发展机遇,也加速了氢能技术的发展。水分解制氢是制氢技术的主要方向,但其依赖用电分解,能耗巨大,唯有与其他洁净能源如太阳能、风能等相匹配,才能降低成本。针对风电间歇波动、不可直接并网特点,探索开发利用我国黄海辐射沙洲丰富的风能资源,提出基于非并网风电技术制氢及其在绿色交通物流中应用模式和途径,对于综合开发风电资源、拓展氢能应用和绿色交通物流发展具有重要意义。

我国非并网风电开发与发展建议

我国风电产业虽然起步晚,但发展快,2012年累计装机容量已达7532×104kW,处于全球领先水平。然而跟随式发展思维导致风电开发应用模式单一,加之我国电源结构中适合调峰的灵活电源比重小,导致难以并网的风电数量逐年增加,限电"弃风"问题日益突出,影响了风电产业的可持续发展。必须打破跟随式发展思维的束缚,通过风电发展模式多元化,有效提高风电消纳能力,实现风电发展的社会效益、环境效益和经济效益"三个统一"。"非并网风电"理论突破传统观念,研究风电在不上网情况下如何高效、低成本开发利用,目前已在非并网风电直接应用于某些高耗能产业方面取得重大进展,进入科技创新的中后期。由于单台兆瓦级风机造价都在数百万元以上,建设大规模"非并网风电"应用产业化示范工程投入巨大,存在一定风险,需要多措并举:以政产学研合作为基础,打造大规模"非并网风电"应用产业化联盟;转变重生产、轻消费的传统思维模式,将财政补贴重心从生产端转向消费端,鼓励高效、低成本、大规模直接消纳风电;加大政策扶持力度,降低应用非并网风电的行业准入门槛。

大规模非并网风电产业体系研究

大规模非并网风电的应用,是一条探索风电多元化发展之路。建设大规模非并网风电产业体系,是风电多元化发展的重要环节。非并网风电产业体系的构建,是以"非并网风电理论"为依据、以风能富集区的大规模风电场建设和运营为重点,涵盖其前向关联度大的风电设备零部件研发和制造、风机组装、电控系统等产业,后向关联度大的有色金属冶金、盐化工、大规模海水淡化、规模化制氢制氧等高耗能产业,以及侧向关联度大的风机运营维护、风电场观光旅游、风电项目投融资管理、金融保险等产业,构成可涉及三次产业、多方位、多产业链交织的现代综合产业网络体系。

我国海上“风电三峡”及非并网风电应用系统开发建议

位于长三角地区的浅海辐射沙洲风能资源十分丰富,而且具有地质条件优越,灾害性气象概率低,没有主航道和大型地下线缆,地处电力负荷中心,高新技术产业基础好,人才基础和资本市场发育良好,已具备理论、技术和实践基础等优势,非常适合发展大规模海上风电场。如开发其中15%的风能资源,即可兴建一个相当于年产4250×104t标煤、每年减排二氧化碳1.12×108t的永续绿色能源基地,而且不占用一亩耕地,不产生一个移民,也不存在生态安全问题。由于风能的自身特性,导致风电的波动性、间歇性和不规则性,使电网难以承受海上大规模风电场的巨大电能。建议采用非并网风电技术,在辐射沙洲地区建设若干"低碳型"高耗能绿色工业园区,利用风能替代化石能源,实现"高碳能源向无碳能源"的跨越。如海水淡化产业基地,变输电上岸为输水上岸;氯碱生产基地及PVC等衍生产业;以电解铝为重点的有色冶金产业基地;新型绿色煤化工产业基地等。

非并网风电对中国风电发展的影响与前景分析

将大规模风电直接应用于化工、冶炼等高能耗企业,而不采取并网方式,是降低风电场建设成本、迅速提高风能在我国能源结构中所占比例的有效途径。"风电非并网理论"是符合我国实际情况的风电发展创新理论。文章分析了中国风电发展的背景,介绍了"风电非并网理论"的原理和风电、市电双路供电的实验方案,阐述了"风电非并网"所带来的益处,以及该理论在盐化工产业链和金属冶炼及加工产业链上的应用。

非并网风电对超大规模风电利用的战略意义和路径

风电并网是目前世界上大规模风电场的唯一应用模式。风的高度不稳定性,导致风电大幅度波动,在没有燃气发电、水电等为其调峰情况下,风电对电网贡献率难以超过8%-10%,这是一个世界性难题。在未来的4年～6年,随着全球风电的大规模发展,将不可避免出现风电上网难的窘况,并严重制约全球风电产业的发展。针对这一世界性的难题,非并网风电应用模式充分尊重风电自身特点,突破大规模风电并网单一应用模式,通过必要的技术创新与集成,将风电与高载能产业(如电解铝、氯碱、电解水制氢、海水淡化和煤化工等)直接耦合,建成若干绿色重化工园区,探索出一条大规模风电多元化发展之路,破解超大规模风电应用难题。

非并网风电在内蒙古高载能产业的应用

内蒙古风能资源丰富,风电产业潜力巨大,高载能产业优势突出,节能减排紧迫,将非并网风电应用于高载能产业具有得天独厚的优势。文章针对内蒙古风能规划特点和高载能产业现状,提出了建设通辽市高耗能电解铝产业基地和鄂尔多斯高耗能煤化工产业基地的规划;阐述了发展非并网风电须解决轻型直流输电、储能蓄电系统和负载匹配等共性技术;分析了非并网风电应用于内蒙古高载能产业的实施步骤。

大规模非并网风电产业体系研究

大规模非并网风电的应用，是探索一条风电多元化发展之路，也是一条新能源与传统能源“嫁接”和谐发展的新路。以非并网风电理论为基础，并以风能富集区的大规模风电场建设和运营为重点，涵盖其前向关联度大的风电设备零部件研发和制造、风机组装、电控系统等产业，后向关联度大的有色金属冶金、盐化工、大规模海水淡化、规模化刺氢制氧等高载能产业．以及侧向关联度大的风机运营维护、风电场观光旅游、风电项目投融资管理、金融保险等产业，构成可涉及三次产业、多方位、多产业链交织的现代综合产业网络体系，并构建大规模非并网风电海水淡化、氯碱、有色冶金及煤基能源产业等绿色重化工基地．为探索一条具有中国特色的新型工业化道路作出贡献。

液流电池储能的非并网风电系统

文中设计了一种带储能装置的非并网风电系统。采用液流电池作为储能装置,以减小风能的波动性对供电质量带来的影响。在Matlab环境下建立了系统的仿真模型,通过仿真结果证明了系统的可行性与有效性。

建立非并网风电适宜产业的指标体系研究

本文主要阐述非并网风电适宜产业指标评价体系的内涵及其构建原则,确定指标体系的层次以及各个指标的科学涵义和计算方法,并根据所构建的指标体系进行案例分析。本指标体系分为两个层次,第一层包含4个方面的宏观指标群,分别反映非并网风电的经济、社会和环境以及风电随机波动性特征;第二层反映在第一层次里各个宏观指标群的具体构成指标状况。指标权重的确定依据层次分析法,对各指标进行分类,建立多层次结构,构造成对比较矩阵,并根据随机一致性检验,经过多轮综合分析最终确定指标体系中各个层次指标的权重情况,权重的确定方法和过程客观、严谨、科学。在此基础上,根据指标间的内在联系建立综合评价模型,最终形成科学、合理、较为完善的指标综合评价体系。

海上非并网风电制氢加速氢能时代的到来

21世纪是氢能的世纪。随着各项技术的成熟，大规模氢能生产和应用在理论上已经不是问题。本文简单介绍了大型风电非并网应用、氢能的发展现状等，探讨利用海上风能非并网应用制备氢气的典型过程。本文提出风电非并网制氢应用是解决当前海上风电发展难题的一条蹊径。本文亦介绍了电解水制氢、氢的储存与运输、燃料电池等相关知识。

优先发展非并网风电技术推进新疆可再生能源健康快速发展

新疆风能资源丰富,位居全国第二位,也是我国开发最早的省区之一。但由于受风电上网技术瓶颈制约、风电开发利用成本较高、并网式风电上网规模受限等因素影响,从2006年开始风电产业发展速度逐渐放缓。非并网风电开发方式不仅不影响电网,还能对电网稳定运行,是风电多元化发展的新途径。新疆风电产业发展必优先发展大规模非并网风电产业,才能将新疆打造成"风电三峡",推进新疆风电产业快速健康发展。

非并网风电应用中金属材料清洗与防护技术

为了保证大规模非并网风电装备,特别是金属构件的正常使用,需要对其进行必要的清洗及预防腐处理等前处理,为后续涂层等最终防护工序打下良好材料基础。本文针对金属部件的清洗与预防腐处理技术进行了研究,研发出金属清洗与防护产品,并进行了应用研究。

非并网风电发展的成本优势

当前,我国风电发展处于瓶颈状态。通过分析非并网风力发电的成本优势,针对非并网风电的发展现状与趋势,从管理体系、市场需求、技术进步、可持续发展和层次结构上提出相应的非并网风电发展的建议。

西北地区风能资源开发与大规模并网及非并网风电产业基地建设

中国目前处在工业化中期的重化工业阶段,高耗能产业比重大,能源短缺,环境保护形势严峻,节能减排任务艰巨,大力发展风电产业能缓解能源短缺问题和减少环境污染。西北地区是中国风能资源十分丰富的地区,开发利用潜力巨大,风电产业发展具有一定的基础,目前百万千瓦级的风电基地正在规划和筹备,风电行业也已步入快速发展的重要时期。据不完全统计,2007年已建和在建的风电场23个,总装机容量达到140.09×104kW,预计到2010年末西北地区风电站总数将达到43座,风电装机容量将达到1 828.83×104kW,到2020年有望达到3 200×104kW(其中非并网风电约占16%左右),约占全国预计装机容量的30%。西北地区风电产业发展势头较好,发展前景十分广阔。但是,该地区风电大规模开发也面临着诸多问题。鉴于此,本文在综述国内外风能资源开发态势和风电开发研究进展的基础上,分析评估了西北地区风能资源开发利用价值,找出了西北地区风电产业发展现状与存在问题,提出了西北地区风能资源开发与大规模并网及非并网风电发展目标,以此为指导,规划布局了66个风电场址。根据规划风电场址整合出2个国家级非并网风电与高耗能无碳型产业基地:即北疆非并网风电与高耗能产业基地和甘肃酒泉非并网风电与高耗能产业基地,两个风电产业基地构成了我国西北千万千瓦级风电基地,并针对每个产业基地提出了相应的非并网风电产业布局思路,最后针对西北地区风能开发和非并网风电产业发展提出了相应的政策措施。

中国大规模非并网风电与海水淡化制氢基地的链合布局

能源与淡水危机是中国乃至全世界在21世纪面临的一个严重问题。因地制宜地利用风能条件,在我国沿海地区推行海水淡化,并进行海水制氢产业延伸是我国解决能源与淡水问题的突破口。论文在对我国大规模非并网风电产业发展现状与应用前景分析的基础上,探讨了我国发展大规模非并网风电的产业基础与技术可行性,以及利用风能进行海水淡化制氢的经济可行性和技术可行性,提出"非并网风电-海水淡化制氢"产业链合模式;提出我国非并网风电-海水淡化制氢产业基地建设目标及相应的节能减排目标,即到2020年海水淡化制氢总规模达到600×104t/天,可节约原煤464×104t/天,减少排放二氧化碳876×104t/天。进而形成国四大海水淡化制氢产业基地的建设格局,即东北地区以大连为核心的非并网风电-海水淡化制氢产业基地,华北地区以天津滨海新区与曹妃甸工业区为核心的非并网风电-海水淡化制氢产业基地,华东地区以长三角沿海为核心的非并网风电-海水淡化制氢产业基地,华南地区以湛江与深圳市为核心的非并网风电-海水淡化制氢产业基地。

长三角浅海辐射沙洲风能资源开发与非并网风电产业发展研究

近年来,由于长三角地区经济快速发展,对能源的需求量迅速增加,其中电力的缺口尤其明显,同时更面临着严峻的环境污染形势,迫切需要改变能源格局,改善生态环境,对新能源与可再生能源进行大规模的开发应用。位于长三角的东台、如东、大丰三市浅海辐射沙洲风能资源十分丰富,具有地质条件优越、灾害性气象概率低、没有航道、没有大型渔场和地下线缆,又地处电力负荷中心、高新技术产业基础好、人才基础厚实、资本市场发育良好、内在动力强等优势,非常适合发展大规模、超大规模海上风电场,发展空间巨大,如开发其中15%的风能资源,即可兴建一个相当于年产4250×104t标煤(相当于年开采量2980×104t原油)、每年减排1.12×108tCO2的永续绿色能源基地,不占用耕地、不产生移民、也没有生态安全问题。本文针对海上大规模风电场间歇和波动的巨大电能难以为电网承受的难题,提出大规模非并网风电与高耗能负载相结合的新路径,建设若干"无碳型"高耗能绿色重化工产业,利用风能替代化石能源,实现"高碳能源向无碳能源"的跨越;建设一系列利用非并网风电直接进行大规模海水淡化和规模化制氢的产业基地,100%利用海上风电进行大规模海水淡化和制氢,由输电上岸变为输淡水上岸、输气上岸。

中国大规模非并网风电基地与高耗能有色冶金产业基地链合布局研究

有色冶金产业作为第一耗能产业,也是国民经济发展的基础产业,在产业规模不断扩张的同时,其结构性矛盾也日益突出,特别是产业发展面临的资源、环境压力越来越大,已经对可持续发展形成威胁。因此,结合大规模非并网风电的开发建设,形成风力发电与有色冶金产业基地的链合布局,促进风电-有色冶金产业基地建设具有重要的时代意义。本文通过分析风电场以及有色冶金产业布局的影响因素,建立风电产业布局研究的基本框架;以省域尺度为例,探讨风电场与有色冶金产业基地的链合布局,认为中国电解铝工业布局将随着风电场的建设脱离原料富集的内地地区,逐步向风能资源富集的沿海地区转移,从打造风电与有色冶金产业链的角度,将山东、内蒙古、江苏、广东、上海、浙江等6个省区列为中国一级风电与有色冶金产业基地;将河北、新疆、辽宁、山西、宁夏、福建和甘肃等7个省区列为二级风电与有色冶金产业基地。13个大规模非并网风电与有色冶金产业基地2020年非并网风电总装机容量将达到3 043.24×104kW,电解铝产量预计将达到656.09×104t,约占全国总产量的32.80%,并将实现可观的节能减排与经济效益目标。