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新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术1概述2太阳能发电3风能发电4地热能发电目录6海洋能发电5生物质能的利用7分布式发电与现行电网的关系新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术本章主要内容3.1节•风力发电的发展史3.2节•各国风力发电的发展情况3.3节•风力发电技术介绍3.4节•大规模风电并网的影响及其关键技术新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。第三章风能发电新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术风力发电是当今风能利用的主要形式，世界风能市场每年都以40%的速度增长。1997年全世界风电装机容量只有7000兆瓦，2007年已有9万兆瓦，2010年16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。世界风能利用情况新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术我国风能资源储量居世界首位，“十一五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。截至2006年6月全国风电装机总容量达到126万千瓦，位居世界第10位，亚洲第三位。2007年，风电累计装机容量已经达到260万千瓦。2009年，中国成为新增风电装机规模最多的国家。2010年风电发电量500×108kW·h。2012年中国风电装机已经升至全球榜首。全国并网风电装机达到5589×104kW。我国分能使用情况新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术国家电网公司负责人在2014年APEC工商领导人峰会分论坛上表示，中国2012年风电并网容量超过美国，成为全球第一风电大国。截至2014年9月底，国家电网新能源并网装机突破1亿千瓦，其中风电7799万千瓦。我国风电装备制造能力快速提高，具备1.5MW以上各个技术类型、多种规格机组和主要零部件的制造能力，基本满足陆地和海上风电的开发需要。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术我国一风电场新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术3.1风力发电的发展史3.1.1Brush风车1887-1888年冬，作为美国电力工业的奠基人之一的CharlesF.Brush(1849-1929)在俄亥俄州Cleveland市安装了一台被现代人认为是第一台自动运行且用于发电的风力机。这座庞大的Brush风车，叶轮直径是17米，有144个由雪松木制成的叶片，运行了约20年，用来给他家地窖里的蓄电池充电。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术丹麦人PoullaCour建立了一个属于他自己的风洞来实验风力发电机，他发现快速转动、叶片数少的风力机，在发电时比低转速的风力机效率高得多。1897年，他发明的2台实验风力机被安装在丹麦AskovFolk高中。1905年PoullaCour创立了风电工人协会，此外，他也创办了世界上第一个风力发电期刊《风力发电杂志》(JournalofwindElectricity)。3.1.2PoullaCour风力机新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术1950年，JohannesJuul开发了第一台交流风力发电机，并在1956-1957年为SWAS电力公司在丹麦南部的Gedser海岸建成了创新的200千瓦的Gedser风力发电机。JohannesJuul发明了紧急叶尖刹车，可在风机过速时通过离心力的作用释放能量，以降低风机的转动速度。Geder风力发电机在不需维护的情况下运行了11年。3.1.3Gedser风力发电机新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术1980-1981开发55KW风力发电机的是现代风力发电工业和技术的突破。这种风力发电机的诞生使得风力发电每度电的成本下降了约50%。此外由丹麦RISO风能研究国家实验室的研究成果，欧洲风图谱对降低风电成本也起了非常重要的作用。3.1.4NORTANK55KW风力发电机新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术20世纪80年代后，许多风机设计都是以古典的Gedser风力机或古典低转速多叶片的美国“风能玫瑰”的经验为基础。其他的风机设计通常为5-11千瓦。这台机组是下风向变速风机，叶轮直径为54米，发电机为同步发电机，至今这台风力机还在正常运行之中。3.1.5兆瓦级风力发电机新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术发展历程20世纪末，600千瓦和750千瓦的风力机是市场的主流1997年兆瓦级机组占新增风电装机容量的9.7%2001年占到了52.3%2002年前后，主流机型已经达到1.5兆瓦2003年占到了71.4%如今在欧洲已批量安装3.6兆瓦机组新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术世界风电总装机容量走势新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术世界风电装机增长率变化新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术为了降低风力发电的成本，提高风电的市场竞争能力，风力发电机组的技术一直在沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。而风力发电成本也已由20世纪80年代早期的38美分每千瓦时降至2003年初的4美分每千瓦时左右。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术它是截止2006年的世界上最大的陆上风力发电厂，有421座风涡轮，峰值发电量最高可达735兆瓦。这批风涡轮有2种型号，一种是由GE公司生产的，其发电能力为2911.5兆瓦；另一种由西门子公司生产，发电能力为1302.3兆瓦。该发电厂由佛罗里达光能公司(FloridaPower&Light)下的子公司NextEraEnergy管理，该公司在全美境内可发40亿瓦的电能。HorseHollow风电厂新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术时间2009年2010年2013年地点英国林肯郡东英吉利亚海岸英国伦敦厂名LynnandInnerDowsingGreaterGabbardLondonArray简述总装机容量为543.6兆瓦，峰值发电量最达194兆瓦。拥有140台3.6兆瓦风力发电机，总装机容量达500兆瓦。首期总装机容量将达630兆瓦第二阶段总装机容量将增至870兆瓦。世界上最大的海上风力发电厂新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术欧盟能源白皮书确定的目标是，到2010年欧盟12%的发电量来源于可再生能源。欧盟委员会于2007年3月初制定可再生能源发展目标:到2020年可再生能源将占欧盟总能源供应20%。美国可再生能源委员会于2006年12月披露可再生能源发展策略，到2025年可再生能源将至少达到电能需求的25%。3.2各国风力发电的发展情况新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术会议与2008年3月31日召开，讨论如何通过促进风能利用，实现欧盟确定的到2020年使可再生能源在能源中占到20%的目标。来自欧盟国家的4000多名各界代表参加本次会。会议安排40场讨论会，议题包括将风能纳入电力市场、风能利用政策和发展海上风能设施等。欧盟召开布鲁塞尔会议新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术2006年全球风能发电装机容量增幅26%。2007年全球风能累计装机容量达94GW，同比增加22GW。其中，美国新增风能发电装机容量5.2GW；西班牙新增装机容量为3.5GW；中国为3.4GW。2007年，美国投资超过90亿万元，风能累计装机容量高达16.8GW，风力发电能力提高了45%。全球风能发电的发展新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术亚洲亚洲地区的风能开发起步比较晚，2007年风能累计装机容量为6GW。西班牙法国德国德国自1998以来，在风电装机总容量和年新增风电装机容量上始终遥遥领先法国计划将总量从2006年810MW提高到2020年25GW。年发电达11.615GW，在欧洲国家中排第二位。2020/2/15世界风电发展情况2006年风电发电量高达20.622GW。目前安装了18685台风力发电机，占总发电量的6％，占全世界风能发电量的1/3。2007年是法国风能发电量急剧增长的一年，装机容量比上年增长了57%，迅速从上一年的欧洲排名第六，跃居为欧洲第三。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术加拿大加拿大风电行业发展迅猛。2005年增长54％；2006年达到1.460GW，成为全球第十二大风力发电国。丹麦意大利英国英国可再生能源产业起步较晚，根据自身特点大力发展沿海风电。意大利在欧洲国家中是能源比较短缺的国家之一，每年有15%的能源消耗需要依赖进口。风力发电装机容量已达312.2MW，拥有5200个风涡轮，为全国提供了25%的电力，在欧洲国家中排第四位。2020/2/15应用情况有沿海风电场18座，总装机超过60MW。近年积极应对能源挑战，大力开发风力发电，年发电量达到2.123GW，跻身欧洲第五位。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术据世界风能协会(GWEC)的统计，2010年全世界风力发电装机容量194.4GW，比2009年增加了22.5%。目前世界电力约2%由风电供应，欧盟(EU)平均约5%由风电供应，到2020年全球风电供应量将占电力供应总量的12%。全球风力发电开发状况按地域划分，欧洲、亚洲、北美共占世界的97.2%，分别为44.3%、30.2%和22.7%。新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术13065206762721440180422876.710.61420.721.7051015202530050001000015000200002500030000350004000045000印度西班牙德国美国中国装机容量/MW比重/%2010年各国风力发电装机容量新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术2006年我国实施《可再生能源法》，风电建设步伐明显加快。截至2006年底，我国已建成80座风电场，装机容量达2187MW。到2007年末，我国风电装机容量值达3687MW。到2010年底，风电累计并网装机容量3100×104kW。2012年中国风电装机已经升至全球榜首。我国风电发展历程新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术超过10MW风电场新疆达坂城风电场内蒙古辉腾锡勒古克什克腾风电场广东南澳惠来风电场辽宁丹东营口风电场吉林通榆风电场浙江括苍山鹤顶山风电场截至2006年底装机容量超过10MW的风电场新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术2013年全球风电新增装机前十大国家表2.12013年全球风电新增装机前十大国家国家2013年度新增装机Mw市场份额%中国16,10045.4德国3,2389.1英国1,8835.3印度1,7294.9加拿大1,5994.5美国1,0843.1巴西9482.7波兰8942.5瑞典7242.0罗马尼亚6952.0TOP10合计28,89481.5其他地区6,57318.5全球总计35,467100.0新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术2013年全球风电累计装机前十大国家表2.22013年全球风电累计装机前十大国家国家2013年底累计装机Mw市场份额%中国*91,42428.7美国61,09119.2德国34,25010.8西班牙22,9597.2印度20,1506.3联合王国10,5313.3意大利8,5522.7法国8,2542.6加拿大7,8032.5丹麦4,7721.5TOP10合计269,78584.8其他地区48,35215.2世界合计318,137100.0新能源及分布式发电技术新能源及分布式发电技术3.3风能发电技术3.3.1独立运行的风力发电系统1、独立运行的风力发电直流系统永磁直流发电机LJ蓄电池组联轴器+-风力机早期的小容量风力发电装置一般采用小型直流发电机。