吳加林：建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)

(——2009年中國(guó)國(guó)際海上風(fēng)電和傳輸大會(huì)上嘉賓發(fā)言)

成都佳靈電氣制造有限公司  吳加林

    盡管去年出現(xiàn)了金融危機(jī)，但風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)在中國(guó)卻仍然如火如荼，一片紅紅火火，呈現(xiàn)出前所未有的繁榮景象。無(wú)論投資者，決策者，還是經(jīng)營(yíng)者心中都隱含著不小的擔(dān)憂，國(guó)產(chǎn)風(fēng)電行業(yè)缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，投資高、收益低、風(fēng)險(xiǎn)高、可靠性低、有效運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)、電能質(zhì)量不穩(wěn)定影響并網(wǎng)及長(zhǎng)距離傳輸困難等因素，制約了風(fēng)電建設(shè)的發(fā)展。問(wèn)題的嚴(yán)重性還不僅僅如此，國(guó)外對(duì)我們進(jìn)行封鎖，而我們非常崇拜的技術(shù)真就那么先進(jìn)完善嗎？現(xiàn)我們就引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)建設(shè)的國(guó)內(nèi)風(fēng)電現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。
    一、現(xiàn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題
    1、系統(tǒng)整體效率低
    傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電運(yùn)行效率低，輸出功率的有效時(shí)間每年只有2000多小時(shí)，不到全年8760小時(shí)的30%，即便在這么短的有效時(shí)間里，真正能滿發(fā)功率的時(shí)候也不到10%，其余時(shí)間里發(fā)電機(jī)的效率大部分在35%左右。據(jù)有關(guān)部門對(duì)現(xiàn)行風(fēng)電場(chǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)總結(jié)出的概率如圖1。
目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的機(jī)型主要為雙饋和永磁直驅(qū)。雙饋齒輪箱就吃掉10％，轉(zhuǎn)速范圍窄，在低于額定轉(zhuǎn)速1/5時(shí)就不能并網(wǎng)發(fā)電，小風(fēng)不能發(fā)電，甚至于反過(guò)來(lái)靠電網(wǎng)拖著轉(zhuǎn)，齒輪箱在冬天還要靠電加熱。
   永磁直驅(qū)的傳動(dòng)效率比雙饋有所提高但仍存在起動(dòng)阻力矩較大，不能真正做到微風(fēng)發(fā)電，控制和調(diào)節(jié)過(guò)程中仍可能出現(xiàn)倒拖的問(wèn)題，所以現(xiàn)行的風(fēng)電系統(tǒng)整體效率極低。 

   圖1、某風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的概率分布圖

    2、無(wú)功消耗大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差
    目前的主要方式是，大功率并網(wǎng)性機(jī)組，不管是雙饋或直驅(qū)，采用690伏電壓，每臺(tái)機(jī)組帶一套變流器，后面再掛一個(gè)箱式變壓器。發(fā)電功率很小或不發(fā)電時(shí)，變流器、變壓器常年掛網(wǎng)運(yùn)行，使整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)需要實(shí)時(shí)補(bǔ)償大量無(wú)功能量。由于風(fēng)力的不穩(wěn)定特性，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)頻繁的投入和退出，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的輸電網(wǎng)是一個(gè)有限的小電網(wǎng)，某一機(jī)組的進(jìn)退都會(huì)嚴(yán)重影響電壓的波動(dòng)，而電網(wǎng)卻又不允許電壓出現(xiàn)較大的波動(dòng)，于是只有加大變流器的無(wú)功補(bǔ)償和電壓穩(wěn)定能力，這無(wú)疑加大了變流器的的成本和有功的消耗。就是這樣還仍然滿足不了并網(wǎng)的無(wú)功需要，所以各風(fēng)電場(chǎng)毫無(wú)例外地還要配備高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。所以現(xiàn)行的這種風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)是低效、脆弱、極不可靠的系統(tǒng)。