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() 7 定 义风 机 的功率 能量输 出参数ag亚游集团只为非 发布日期:2019-10-24 05:56 浏览量:

  风电成本的简易估算_电力/水利_工程科技_专业资料。维普资讯 内 蒙 古 电 力 技 术 20 0 7年 第 2 5卷 第 4 期 I NNE MoNGoLA E E RI OW E R I L

  维普资讯 内 蒙 古 电 力 技 术 20 0 7年 第 2 5卷 第 4 期 I NNE MoNGoLA E E RI OW E R I L CT C P R 45 风 电成 本 的简 易估 算 Bre tma in t i d Po rGe e ai n Co t ifEsi to o W n we n r t s o 刘 佳 明 ( 中广 核 发 风 力 发 电 有 限 公 司 , 东 深 圳 5 85 ) 广 10 2 [ 要]作 为 高投 资额项 目的风 电开发 , 经济性 评估 至 关重要 。根 据风 场 的风速 频 率 分 摘 其 布 和 风机 参数 , 义 了年度 单位 功 率 能产 率参数 E, 到 年 度单 位 功 率 实 际能产 率 或 年 上 网 定 得 等 效 满 负荷 小 时 , 而得 出计 算风 电成本 的 简单 计 算 方 法 , 以 内蒙古 某地 区的风 电场 为 进 并 实 例 , 到 了具 体 的 数 据 , 电 成 本 约 为 04 2元 /Wh 该 数 据 与 实 际 结 果 基 本 相 符 , 明 该 得 风 . 2 k 。 证 W稠谁 , 方 法 简单 、 效 , 有 并与 火 电成本进 行 了比较 。 『 关键 词]风 电 ; 成本 ; 算 估 [ 中图分 类号]F 2 . :M6 4 2 45 T 1 『 文献 标识码 ]B 『 文章 编号1 0 8 6 1 ( 0 7 0 — 0 5 0 0 — 2 8 2 0 )4 0 — 3 1 4 ∞ 如 ∞ 1 风 电 的发 展 状 况 社 会 的快 速发 展 促 使 了能 源 的 发展 , 为能 源 也 的供应 带 来很大 压力 ,近 年来 能源 紧 张问题 频频 导 致 了“ 电荒 ” 象 。 1为 中国近 几 年能 源 消 费量 变 现 图 之急 。另 一行之 有效 的方 法是 大力 开发绿 色 可再 生 能源 。 11 发 展 速 度 . 风 电是 发 展 最快 的绿 色 能 源之 一 。1 9 9 0年 , 世 界 风 电总 装 机 容 量 约 20 0 MW ,到 2 0 0 0 5年 达 到 5 8 89 2MW。图 2为 19 - 2 0 9 7 0 5年 的世界 风 电装机 总容 量 状况 。 3为 19 - 2 0 图 9 5 0 5年各 种能 源 的年增 长情 况 , 中风能 增长率 达 2 . 其 8 %。 6 化情况 。2 0 0 5年 中 国能源 消费 总量 2 . 2 5亿 t 2 标煤 , 较 2 0 年增 长 95 为 世界第 二 大能 源消 费 国 , 0 4 .%, 位 居美 国之后 , 世界 能源 消费 总量 中 占 1% 左 右 。 在 4 1 97 9 1 9 2 0O 0 2 0 2 0 2 0 0 5 9 1 98 9 9 0 2 01 0 2 0 3 0 4 2 0 1 8 1 8 1 9 1 9 1 9 1 9 2 01 0 2 05 9 0 9 5 9 0 9 5 9 7 9 9 0 2 03 0 年 份 年 份 图 2 世 界 风 电装 机 总容 量 图 1 中国 能 源 消 费 量 变化 情 况 1 - 发展 优势 2 大量 的能 源消耗 带来 了工业 化 和生 活水平 的 提 高, 同时也 造成 了严重 的 环境 问题 。 节约 能源是 当务 [ 稿 日期 】20 —4 2 收 070— 5 快速 发 展 的风 电缘 于其 效率 的提 高和成 本逐 年 下降。 另外 , 为无 污染 的绿色 能源更 得到 当今 社会 作 [ 者 简 介】刘 佳 明 (94 )男 , 业 于 武 汉 水 利 电 力 大学 , 程 师 , 从 事 能 源 、 作 17 一 , 毕 工 现 电力 方 面 的研 究 、 发 工 作 。 开 维普资讯 内 蒙 古 电 力 技 术 20 年第 2 卷第 4 07 5 期 = ( ia , VT ) () 2 斛 磐 霜 廿 鹭 m 式 中 一某 时 问段 的平 均风速 ; 7 一 该 段 时 间 占总 时 间 ( 1a 的 比例 , i 1 ; 如 ) T= / 。 。 风 速频 率分 布 通常 是按 相 差 1m s的间 隔观察 / 1 月 , a或 几 年 内 吹 风 总 时 数 的百 分 比来 计 算 个 1 图 3 1 9- 2 0 9 5 0 5年 不 同 能 源 年增 长 率 的 。利 用 风速频 率分 布可 以计算 出某 一地 区单 位 面 积上全 年 的风 能 。 图 5为 内蒙 古 某 地 区 2 0 - 2 0 0 3 0 5年 的风速 频 率分 布 图 。风 速在 8m s的几 率最 大 , 95 %, / 达 . 9 在 计 算 风能 密度 时 。仅 用平 均风 速反 映不 出风 能 的变 化 , 须考 虑风速 频 率分 布 。 必 1 的大力 支持 。 在未 来 的能源 消费格 局 中 , 决定 不 同形 式 能源 的应用 及发 展前 景 的决 定 因素有 两点 :一是 能 源使用 过程 中的 内外部 成本 ,二是后 继储 量 以及 是 否可再 生 。风 电是 目前 最具 成本 优 势 的可再 生能 源 .风力 资源较 好 的地 区风力 发 电成本 与燃 油发 电 或燃 气发 电相 比。 已经具 备成本 竞 争力 。 面1 2 数 据 分 析 和 风 能 特 性 风 速是 风能 的主要参 量 ,长期 的数据 测 量对评 估 具 有 重 要 的参 考 价 值 。 图 4是 内 蒙 古 某 地 区 2 0- 20 0 3 0 5年风速 的 月变化 统计 情况 。最高 月平 均 风速在 2 5月份 (05m s ,最 低风 速在 7 8月 份 、 1 . /) 、 ( 6 /) 约 . m s。 7 士 - 一 斛 匮 -_ I -I l __ 一 ●- 一 I_ _- _● l_ _I -- 一一 2 3 4 5 6 7 8 9 0 11 3 4 1 6 1 8 1 0 ≥ 2 1 1 2 1 1 5 1 7 1 9 2 1 图 5 内蒙 古 某地 区风 速 频 率 分 布 图 利 用 风 速 资 料 统计 各 等 级 风 速 ( , , ,0r 12 … 2 / n S和 出现 的频 率 , 以计算 出风 能密 度 。 由于 风 ) 可 鱼 匮 露 机 在 风 速4r s以下 难 以启 动 ,在 风 速超 过 2 / d r 0m s 时 ,为避 免风 叶损 坏和 过载损 坏 发 电机 ,一 般需停 机 ,这部 分风 能在 目前 的情况 下难 以利 用 。因而将 4 2 / ~ 0m s内的风能 称为 有效 风能 。因此 单位 面积 的 总 的风能 密度 可 由下 式得 到 : 月 份 、 = 恒 害 卜 3 图 4 内 蒙古 某 地 区月 平 均 风 速 0 . ( ) , () 3 风 向和风 速 的变化 表征 了风 的主要 特征 。 外 , 另 其中 , P是 空气 密度 , = .8 PT P是 气 压 ; p 3 5 /; 4 T是 空 气温 度 。 风速 的值 跟测 量 的离地 高度有关 ,其关 系 由下式 表 示 [. 1 】 风力机 的实 际功率 取决 于风 的状 况和 风机 的运 v V ( o“ = o ), () 1 行 状 态 。设 风 力 机 的 风 能 转 化效 率 为 C 一 般 取 。( 03 )则 风力 机 的实际功 率 为 : . , 3 I1 = 式 中 一 高度 为 1 测得 的风 速 ( o 1 ; 0m H = 0m) 高 度 h处 计算 得 到 的风速值 ; 幂常数 , 其值 与地理位 置有关 , 通常 为 01 .~ 04 本文 中取 值为 02 。 ., .2 , 0. c 。 ( i ) V A () 4 一 式 中 A 为风 力机 面积 ,取 P 9 . k a T 3 2K, = 47 P ,= 0 空 风能 密度 与风速 的立 方成正 比 , 因此 , 准确 的风 速 记 录是风 能评 估 的必 要 条件 ,记 录 的风 速数 据通 常按 年 、 或 日的时 间间 隔记 。 月 风速 的平 均值 可 由下 式 得 到闭 : 气 密度 p 1 9 g m≈ = . 3k ? 。 0 当风速低 于启 动风 速。、 于截至 风速 。 , i高 。 时 风力 机 不产 生 电能 。另 外 , 风速在 额 定风 速 和截 至 风速 之 间时 , 机输 出是 常数 , 风 为额定 功率 。在 启 维普资讯 20 年第2 卷第4 07 5 期 内 蒙 古 电 力 技 术 4 7 动风 速 和额定 风速 之 间 ,平 均 风速 为 的时 资金 回 收率 随 着 资 金 回收年 限 ( 年 ) 变 化 , 而 令 年利 率 为 r则 : . 问段 的功率 为翻: 2 2 2 2 P V ) ( i V )( 一 。 ( V ≤ V ) ( ) (= V — / i ) V ≤ i , 5 R=/1 f+ ) ] r[一 1r 。 (2 1) 其 中 P为 额定 功率 。 风机 年度实 际产 生 的能量是 整个 时 间段 的能 量 总和 . 由下式表 示 : 可 在此 .进 行一 风 机和 汽轮机 系统 的经 济分 析 以 比较 电能产 生成本 。 汽机 机组 年 限为 2 , 利率 令 0a 年 为65 每 天 额定 功率 输 出时间 为 1 , a工作 1 .%. 6h 1 0 个 月 即 4 8 0h 0 。而 风能 发 电 的成 本 和 以下 因 素相 关: E 1 P~ ) i. +∑ ) ∑I V2 ) ( = ( i 一 j V ( ≤ V ≤ V ) V < < 。 。 Vi i ( ) () 6 ( )风场建设 成本 , 1 目前 国内约为 90 0元/w ; 0 k ( )运行 维护 成本 , 2 目前约 为 01 . 2元/Wh k 。 令 某 风 轮机 的启 动 风速 为 4m s /,额定 风速 为 1 s截 至 风速 为 2 /。数 据如表 1 示 。 3m/. 0m s 所 表 1 风 机 和 汽 轮 机发 电成 本 比较 年 度额 定输 出能量 可表 示 为 : E= l 。 () 7 定 义风 机 的功率 能量输 出参数 ,该参 数 反 映 了风机每 千 瓦功率 实 际产 出的能量 , = / 。 P 因此 , : 有 = I ( V) 2 i. +∑ ∑i (一 ) () 一 / V I ( ≤ V ≤ V ) V < < 。 。 Vi i ( ) () 8 定义 年度 单位 功 率能 产率 参数 E, 果 ( ) 中 如 8式 为 1a 则 , E = () 9 考虑 风机维 护 等 因素 , 可得 到年 度单 位功 率 实 际能产 率 或年上 网等 效满 负荷小 时 , 例 中折减 本 系数 为 07 则 : ., = 4 结 论 表 1为 风机 发 电 和 汽机 发 电 的成 本 估算 结 果 , 风 速数 据来 源于 内蒙古 某地 区的记 录 ,风 电成 本 约 为02 . 2元/Wh 可与传 统 汽轮机 发 电相竞 争 。 4 k , 评估 结果 和 实际 的风 电成本 数据 相符 ,整 个推 导使 得该 计算 方 法简单 、 效 。利 率 的降低 、 电技术 的发展 有 风 0。 . 7 (0 1) 3 成 本 分 析 和估 算 不 管 什 么能 源 。发 电成本 取 决 于 建设 成 本 、 燃 料 、 行 和维 护成 本 、 务 成本 、 率及 营运 时 间 等 运 财 产 因素 。风能 的一个 显著 特点 是没有 燃料 成本 , 以 , 所 一 和设 备 国产化 率 的 提 高必 将进 一 步 减小 建 设 成本 。 这种 绿 色能源 必将 更多 、 更好 地服 务 于人类 。 [ 考文献] 参 旦风 电厂建 成 营运 ,其成 本相对 也 比较稳 定 。当 然 . 电厂 的产 率 跟场址 、 速特性 有关 。发 电成本 风 风 的产生 可 由下 式表 示 : G C /f m , = RT ( 1 1) [] o no L WidE egyt M .e esy Pet e 1 h snG . n n r S s m[ ] w Jr :r i — J y e N e nc Ha1 1 5 l. 98 . [] nn , b - l m FJ r . vla of ideeg 2 A ai A u Al ,biZ E a t no wn nr A a i l ui y a apw r e eao uc e ce t io a[ . s o e gn rt ns re na l t se nkr n ] i o i s e d i d J S lra d wid tc n lg 1 8 , 6 — 4 oa n n e h oo y, 9 8 5: 7 7 . 式中 G 一单 位输 出 电能 的总成本 , k ; 元/Wh C 建设 成本 , k ; 一 元/w 尺一 资金 回收率 ; 一 【] gr ot , a aa aiE ego smp on D 3 U u ya R m znSr n r cnu t nad G P: S s . y i c u ai e ain h p i a s l yr l t s in G e u tisa d e r i gmak t t o o n r n me gn r es e 年上 网等效 满负荷 小 时 ; [ nry cnm c ,0 3 J E eg oo is2 0 . ] E 产 _单位 能产 的燃料 成本 , k ; 元/Wh m一 单位 能产 的运行 和 维护成本 . k 。 元/Wh 编辑 : 郭 昆

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