沿海抗台风型风力发电机组的现状与对策.doc

沿海抗台风型风力发电机组的现状与对策 一、市场特点我国地处亚洲大陆东部，濒临太平洋，位于东南季风带，有3.2万公里海岸线（1.8万公里大陆海岸线和1.4万公里岛屿海岸线）岛屿面积为7.54万km2，近海滩涂面积1.27万km2，东南沿海、山东半岛、辽东半岛及海上岛屿是我国最大风能资源区。在该区域的海边—内陆之间存在一个风速急剧变化带，风功率密度线平行于海岸线，当海风吹向陆地时，影响所及可深入内陆约40公里；此外，受海、陆热容量差异的影响，冬季当空气到达海上时风速增大，加上海洋表面平滑，摩擦力小，一般风速要比大陆增大2～4 m/s。因此，这一区域年有效风功率密度均在200W / m2以上，大于6 m/s风速时间在3500小时以上。一些东南沿海岛屿可达到550W / m2以上，大于6 m/s风速时间在4000小时以上。山东、辽宁沿海及其岛屿年平均风速也可达到6～9m/s，年可利用小时数在3000小时左右。虽然我国三北地区的风能资源也很丰富，但其风电年可利用小时数一般只有2700小时，内蒙大于6 m/s风速时间在2200～2500小时左右。新疆等一些地方也只能达到3200小时。而在行业内一般认为当风电机组平均年利用小时数超过3000小时，就可以认为是优秀风电场。东南沿海经济比较发达，用电量大，而且几乎没有煤炭资源，依赖化石能源来解决能源需求的问题十分困难。因此，该地区具备发展风力发电的基本条件和强烈的开发欲望。上海在崇明、长兴、横沙三岛和南汇、奉贤沿海地区具有较丰富的风力资源。根据规划，将建设13处风电场，其中陆上8处，海上5处，总规划装机容量187万千瓦。浙江省拥有1840公里的海岸线，大小岛屿星罗棋布，大多数海岛年平均风速在6m/s以上，陆地上潜在的风电装机容量可达100万千瓦以上。江苏省有980公里的海岸线，根据江苏省2006～2020年发展规划，2010年陆地装机容量可达150万千瓦，滩涂装机容量达181万千瓦，到2020年沿陆地海装机容量将可达到300万千瓦，近海700万千瓦。海南省陆地风能资源总储量为828.38万千瓦，风能资源技术可开发量为123.45万千瓦，初步规划了13处风电场，装机容量为123.45万千瓦。按规划，2010年前开工建设4～6个风电场，总装机容量达到25万～30万千瓦；2015年前达到40万千瓦；2020年争取达到60万千瓦，这些风电场都分布在沿海地区。广东省有3368公里的海岸线，距海岸线1～3公里的海岸带内风能储量50米高度达1.157亿千瓦，这个储量相当于广东水电可开发量，并可以与风电资源大国德国媲美。近期可开发的装机容量在300万千瓦左右。福建沿海陆地上风能理论蕴藏量1000万千瓦以上，可供近、中期开发的陆地风场有17处，总装机容量156万千瓦，年发电量约43亿千瓦时。广西在2020年前风电装机容量至少也将达20万千瓦。山东省风能资源丰富区主要集中在海岛海域，半岛沿岸地带，规划到“十一五”末风电装机达到100万千瓦，到“十二五”末达到400万千瓦。全省可开发的风电厂达38座，总规划装机容量1098万千瓦。由此可知，沿海地区对风力发电设备有很大的需求，会逐步形成一个很大规模的市场。我国东南沿海在每年的夏季均会受到台风的袭击，每次台风登陆后沿海地区都有一次大风过程，随着全球气候变暖，台风强度也有逐年增强的趋势。强风加上来自台风中心剧烈的旋转增强，成倍增大的湍流强度和湍能会对机组产生极大的破坏力。根据广东省气候中心统计的资料，1949年到2006年，平均每年登陆的台风广东有3.64个，海南2.33个，台湾2.09个，福建1.57个，浙江0.66个，广西0.48个，山东0.28个，辽宁0.21个，江苏0.1个，上海0.09个。2003年的第13号台风“杜鹃”严重影响了我国南部地区风电场的正常工作，25台风力机中13台因受损而不能投入运营，主要损坏部件是叶片(10台风力机的叶片有通透性裂纹或被撕裂等)、风向仪(6台被吹毁或掉落)、尾翼(2台尾翼被吹掉、2台尾翼杆被吹断)、偏航系统(3台受损)； 2006年的“桑美”台风使浙江沿海风电场受到极大的损失，据称这次台风的局部瞬时最高风速达到81.1 m/s，浙江风电公司的苍南风电场共有28台机组，装机容量15.85MW（平均单机功率为566kW），其中20台机组都遭到不同程度的破坏，而桨叶受损最为严重，直接经济损失在7000万元左右。东南沿海土地资源稀缺，人口密集，风电场多数只能建在高山或滩涂上，这些风电场的交通运输条件均不会太好，沿海岛屿的条件则可能更差，起重安装设备难以进场，而在通常情况下，兆瓦级风电机组基础至少需要一个20×20m的施工平台和40×40m的吊装平台，所以在地势起伏较大的山地，只能发展中、小型风力发电，其单机额