建設(shè)堅強智能風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)

    盡管去年出現(xiàn)了金融危機，但風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)在中國卻仍然如火如荼，一片紅紅火火，呈現(xiàn)出前所未有的繁榮景象。無論投資者，決策者，還是經(jīng)營者心中都隱含著不小的擔(dān)憂，國產(chǎn)風(fēng)電行業(yè)缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，投資高、收益低、風(fēng)險高、可靠性低、有效運行時間不長、電能質(zhì)量不穩(wěn)定影響并網(wǎng)及長距離傳輸困難等因素，制約了風(fēng)電建設(shè)的發(fā)展。問題的嚴重性還不僅僅如此，國外對我們進行封鎖，而我們非常崇拜的技術(shù)真就那么先進完善嗎？現(xiàn)我們就引進國外技術(shù)生產(chǎn)建設(shè)的國內(nèi)風(fēng)電現(xiàn)狀進行簡單的探討。
    一、現(xiàn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的主要問題
    1、系統(tǒng)整體效率低
    傳統(tǒng)風(fēng)電場整體發(fā)電運行效率低，輸出功率的有效時間每年只有2000多小時，不到全年8760小時的30%，即便在這么短的有效時間里，真正能滿發(fā)功率的時候也不到10%，其余時間里發(fā)電機的效率大部分在35%左右。據(jù)有關(guān)部門對現(xiàn)行風(fēng)電場調(diào)查統(tǒng)計總結(jié)出的概率如圖1。
目前國內(nèi)引進的機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時就不能并網(wǎng)發(fā)電，小風(fēng)不能發(fā)電，甚至于反過來靠電網(wǎng)拖著轉(zhuǎn)，齒輪箱在冬天還要靠電加熱。
   永磁直驅(qū)的傳動效率比雙饋有所提高但仍存在起動阻力矩較大，不能真正做到微風(fēng)發(fā)電，控制和調(diào)節(jié)過程中仍可能出現(xiàn)倒拖的問題，所以現(xiàn)行的風(fēng)電系統(tǒng)整體效率極低。 

   圖1、某風(fēng)電場輸出功率的概率分布圖

    2、無功消耗大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差
    目前的主要方式是，大功率并網(wǎng)性機組，不管是雙饋或直驅(qū)，采用690伏電壓，每臺機組帶一套變流器，后面再掛一個箱式變壓器。發(fā)電功率很小或不發(fā)電時，變流器、變壓器常年掛網(wǎng)運行，使整個風(fēng)電場需要實時補償大量無功能量。由于風(fēng)力的不穩(wěn)定特性，使風(fēng)力發(fā)電機會頻繁的投入和退出，風(fēng)力發(fā)電場的輸電網(wǎng)是一個有限的小電網(wǎng)，某一機組的進退都會嚴重影響電壓的波動，而電網(wǎng)卻又不允許電壓出現(xiàn)較大的波動，于是只有加大變流器的無功補償和電壓穩(wěn)定能力，這無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)的無功需要，所以各風(fēng)電場毫無例外地還要配備高壓動態(tài)無功補償裝置。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)。