晶陽智能電網(wǎng)綜合集成技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品制造及特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)綜合項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 人士的口中得到驗證。 趨勢和目標(biāo) “正如建設(shè)信息化社會一般，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)未來發(fā)展的一個趨勢和目標(biāo)?！辟惖项檰柲茉串a(chǎn)業(yè)研究中心高級顧問袁穎接受本刊記者采訪時指出，要完全實現(xiàn)智能電網(wǎng)是一個分階段、分層次的過程。這個過程不僅受政策、投資等影響，而且包括技術(shù)的成熟性、經(jīng)濟(jì)性、電網(wǎng)基礎(chǔ)，以及整個社會的用電習(xí)慣和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等方面。這個過程可能需要10年或是更久。 “今天智能電網(wǎng)的發(fā)展并不是從‘零’開始的，中國電網(wǎng)經(jīng)過多年建設(shè)發(fā)展，已經(jīng)具備一定的自動化、信息化水平，更有部分電網(wǎng)技術(shù)和裝備已處于國際領(lǐng)先水平，為智能電網(wǎng)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，未來是智能化水平迅速提升的新階段?！眹W(wǎng)智能電網(wǎng)研究所靳曉凌博士向記者表示：為實現(xiàn)中國智能電網(wǎng)的健康可持續(xù)發(fā)展，國家電網(wǎng)分階段穩(wěn)步推進(jìn)電網(wǎng)智能化建設(shè)，其中過去的20092010年為規(guī)劃試點階段，20112015年為全面建設(shè)階段，20162020年為引領(lǐng)提升階段。 那么，2015年基本建成的智能電網(wǎng)到底是什么樣子呢? 對于國家電網(wǎng)公司提出2015年基本建成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，袁穎表示“應(yīng)該是有更詳細(xì)的詮釋和描述”。也有一些專家對于智能電網(wǎng)基本建成的定義不太清楚。 靳曉凌博士則為記者揭開了神秘面紗。她告訴記者：“到2015年，初步形成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)運行控制和雙向互動服務(wù)體系?；緦崿F(xiàn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的友好接入和協(xié)調(diào)控制。電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力、安全運行水平和用戶多樣化服務(wù)能力顯著提升，供電可靠性和資產(chǎn)利用率明顯提高。智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。智能電網(wǎng)效益初步顯現(xiàn)，國家電網(wǎng)智能化達(dá)到國際先進(jìn)水平?！?應(yīng)該說，2015年只是堅強(qiáng)智能電網(wǎng)基本建成這一事件的時間節(jié)點，并不是終點。 袁穎告訴記者：“十二五”時期是堅強(qiáng)智能電網(wǎng)進(jìn)入第二個階段，即全面建設(shè)期。相對于第一階段的規(guī)劃試點，這個時期智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)將全部進(jìn)入實質(zhì)性建設(shè)階段，因此這個階段電網(wǎng)公司投入到智能電網(wǎng)建設(shè)的資源將是十分豐富的，并且在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵設(shè)備上應(yīng)該有較為廣泛的應(yīng)用，各環(huán)節(jié)能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，達(dá)到國網(wǎng)公司本階段規(guī)劃的目標(biāo)。 靳曉凌向記者表示：“‘十三五’期間(20162020年)，國家電網(wǎng)將在全面建設(shè)的基礎(chǔ)上，評估建設(shè)績效，結(jié)合應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步完善和提升智能電網(wǎng)的綜合水平，引領(lǐng)國際智能電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展。 到2020年，全面建成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，國家電網(wǎng)智能化水平達(dá)到國際領(lǐng)先，智能電網(wǎng)整體效益得到充分發(fā)揮。” 為保證智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)，國家電網(wǎng)公司已編制完成了“十二五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃，明確了十二五和十三五期間智能電網(wǎng)重點項目建設(shè)、關(guān)鍵設(shè)備研制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的分階段目標(biāo)。在電網(wǎng)智能化建設(shè)重點項目方面，通過電網(wǎng)六大環(huán)節(jié)和通信信息平臺，開展智能變電站、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、配電自動化、用電信息采集、電動汽車充電設(shè)施、電力光纖到戶等24類智能化重點項目建設(shè)。在智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，圍繞智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的26個技術(shù)領(lǐng)域、92個標(biāo)準(zhǔn)系列，加快推動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，滾動修訂已有標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)充制定所需標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系，并推動優(yōu)勢領(lǐng)域智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)國際化。在智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制方面，在7個技術(shù)領(lǐng)域和28個技術(shù)專題內(nèi)，重點開展137項關(guān)鍵設(shè)備的研制。提升已有關(guān)鍵設(shè)備性能，擴(kuò)大推廣應(yīng)用范圍。加快在研設(shè)備研制進(jìn)度，強(qiáng)化示范應(yīng)用，形成生產(chǎn)能力。 堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，要發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，形成多方合力建設(shè)智能電網(wǎng)的新格局。實現(xiàn)電網(wǎng)智能化與實體電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。智能電網(wǎng)涵蓋環(huán)節(jié)多、參與行業(yè)多，更需要電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)、科研單位、用電用戶等各方的相互配合和協(xié)作。 靳曉凌向記者表示，面對歐美等發(fā)達(dá)國家近期密集出臺的一系列戰(zhàn)略舉措，如果我們反應(yīng)遲緩，措施失當(dāng)，很可能失去這次難得的戰(zhàn)略機(jī)遇。要充分發(fā)揮中國的舉國體制優(yōu)勢，突出政府的主導(dǎo)作用，建立有效地跨行業(yè)溝通平臺和合作機(jī)制，多方共同推動智能電網(wǎng)快速發(fā)展。 政府部門應(yīng)抓緊制定宏觀引導(dǎo)政策，發(fā)揮其在制激勵政策、出臺標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)調(diào)組織等方面的主導(dǎo)作用。引導(dǎo)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)揮好技術(shù)引領(lǐng)、搭建平臺、科學(xué)調(diào)度的作用，適應(yīng)清潔能源接入和節(jié)能減排要求。促進(jìn)發(fā)電企業(yè)積極發(fā)展清潔能源發(fā)電，采用“系統(tǒng)友好型技術(shù)”保障系統(tǒng)正常、高效運行。對其他行業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，鼓勵積極參與智能電網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，核心技術(shù)攻關(guān)，關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)和示范工程建設(shè)。引導(dǎo)電力用戶主動轉(zhuǎn)變消費觀念和用電習(xí)慣，積極參加智能電網(wǎng)雙向互動。 要逐漸形成以政府為主導(dǎo)、多方積極參與合力推進(jìn)中國智能電網(wǎng)發(fā)展的新格局，才能打好智能電網(wǎng)建設(shè)的攻堅戰(zhàn)。圖6智能電網(wǎng)的格局 中國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品現(xiàn)狀分析 風(fēng)電市場的項目背景全球風(fēng)能蘊量巨大，109MW，其中可利用的風(fēng)能為2107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，受到世界各國的高度重視。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在各國政府的大力支持下，經(jīng)過七十多年的發(fā)展，取得了可喜的成就，技術(shù)日趨成熟，成為當(dāng)前最具大規(guī)模開發(fā)利用和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源之一。自2004年以來，全球風(fēng)力發(fā)電能力翻了一番，2006年至2007年間，全球風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量擴(kuò)大27%，達(dá)9萬兆瓦；2010年將達(dá)到16萬兆瓦。預(yù)計未來2025年內(nèi)，世界風(fēng)能市場每年將遞增25%。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電將改變世界能源結(jié)構(gòu)，取得快速發(fā)展。我國的風(fēng)能資源十分豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億KW。多年來，在國家大力開發(fā)利用可再生能源政策支持下，我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，成為繼歐洲、美國、印度之后的全球風(fēng)力發(fā)電主要市場之一。我公司研究人員自本世紀(jì)初開始涉足風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究，通過深入研究和跟蹤國內(nèi)外風(fēng)電技術(shù)發(fā)展動向，密切結(jié)合我國風(fēng)能市場和國家風(fēng)電政策的實際，針對國內(nèi)外風(fēng)電技術(shù)存在的問題，經(jīng)過近十年的努力，終于自主研制成功了特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及設(shè)備，該技術(shù)已獲得國家實用新型專利（專利號為：《特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置》），發(fā)明專利已進(jìn)入實質(zhì)性審查階段，并已申報國際專利。該裝置具有單機(jī)容量大（10兆瓦）、做功效率高、運營時間長（年發(fā)電6000小時以上）、發(fā)電成本低（）等鮮明優(yōu)勢，有助于解決目前我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在的制造成本高、運營商虧損、組裝和維修不便、輸電不穩(wěn)定，依賴國外技術(shù)等問題。預(yù)計該設(shè)備投產(chǎn)后，年產(chǎn)值可達(dá)20億元人民幣。該項目環(huán)境效益明顯，按實現(xiàn)年產(chǎn)值（20臺10兆瓦機(jī)組）計算，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤42萬噸，減排二氧化硫4200噸。因此，該項目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，符合國家節(jié)能減排和可再生能源的發(fā)展政策，有利于促進(jìn)我國風(fēng)能資源的開發(fā)利用，有利于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 風(fēng)電市場潛力目前，比前幾年單機(jī)容量有所提高，但遠(yuǎn)落后于國際水平。根據(jù)近期我國工業(yè)和信息化部組織起草的《風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)必須掌握風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計開發(fā)技術(shù)，；。因此，我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)將面臨淘汰落后產(chǎn)能，重新洗牌的局面。國家將大力支持風(fēng)電企業(yè)向風(fēng)電技術(shù)國產(chǎn)化、單機(jī)容量大型化以及低成本高效率的方向發(fā)展。當(dāng)前國內(nèi)外風(fēng)電市場上的主流產(chǎn)品是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，3MW，5MW以及更大的機(jī)型也在逐步走向市場，我國的風(fēng)電技術(shù)、設(shè)備乃至成套機(jī)組大部分為引進(jìn)國外技術(shù)，或先引進(jìn)技術(shù)然后按國外技術(shù)設(shè)計、消化、吸收，真正自主創(chuàng)新設(shè)計的并不多。與水平軸機(jī)組的蓬勃發(fā)展相比，垂直軸風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)展相對緩慢，無論是國外還是國內(nèi)，成功實現(xiàn)大規(guī)模商用的大機(jī)型幾乎沒有。而目前國產(chǎn)化、單機(jī)容量大型化以及低成本高效率是我國風(fēng)電發(fā)展的趨勢，在這樣的背景下，我公司自主研發(fā)并設(shè)計完成了特大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，該裝置的單機(jī)容量可達(dá)10兆瓦，啟動風(fēng)速為3m/s，年運轉(zhuǎn)時間是6000小時以上，成功克服了國內(nèi)外現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置在結(jié)構(gòu)上的不足，實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電裝置在無偏航、無尾翼、低阻力的情況下高效率、大容量發(fā)電的目標(biāo)。：表2序號性能指標(biāo)當(dāng)前水平軸風(fēng)電設(shè)備我公司垂直軸風(fēng)電設(shè)備1單機(jī)容量 MW10 MW2風(fēng)能利用率3啟動風(fēng)速35m/s≤ 3m/s4切入風(fēng)速34m/s3m/s5切出風(fēng)速2035m/s25m/s6年運轉(zhuǎn)時間200030006000與其他發(fā)電方式的比較分析如表：我公司風(fēng)電設(shè)備與其他發(fā)電方式的比較表3主要指標(biāo)發(fā)電方式火電核電太陽能水電 風(fēng)電我公司風(fēng)電技術(shù)投資成本（萬元/kw）101發(fā)電成本（元/kwh）25環(huán)境影響產(chǎn)生CO2 、SO2等污染物熱污染嚴(yán)重，存在核泄漏的可能無碳清潔無碳清潔，存在水庫效應(yīng)，影響生態(tài)無碳清潔無碳清潔通過以上分析數(shù)據(jù)可見，我公司的垂直軸風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在單機(jī)容量、風(fēng)能利用率、年運轉(zhuǎn)時間等指標(biāo)上有著明顯的優(yōu)勢，這有利于我公司垂直軸風(fēng)力發(fā)電設(shè)備整體成本的降低，有利于設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與其他能源形式相比，我公司的風(fēng)電設(shè)備又有著投資省、運營成本低、無碳清潔等方面的優(yōu)勢，因此，我公司的風(fēng)電設(shè)備有著巨大的發(fā)展?jié)摿凸饷鞯那熬?。為了改善我國電力能源的?gòu)成，貫徹可持續(xù)發(fā)展的政策，我國政府制定了電力工業(yè)的中長期發(fā)展規(guī)劃。其中，風(fēng)力發(fā)電長期規(guī)劃中規(guī)劃到2010年，風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到2000萬千瓦，到2020年要實現(xiàn)風(fēng)電裝機(jī)容量一億千瓦。據(jù)此測算，以單機(jī)容量為3兆瓦機(jī)組計算，規(guī)劃需要的設(shè)備數(shù)是：2010年到2020年的十年內(nèi)，平均每年需要風(fēng)電設(shè)備2700多臺。按每千瓦9000元的造價，2010年到2020年風(fēng)電設(shè)備總產(chǎn)值將約為7200億元人民幣。可見風(fēng)電設(shè)備的市場需求強(qiáng)勁，風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)將有巨大的發(fā)展空間。我公司將立足于國內(nèi)風(fēng)電市場，為國內(nèi)風(fēng)場或耗能型大型工廠、企業(yè)設(shè)計組裝適合地方使用的風(fēng)電設(shè)備，并逐漸開拓市場，與風(fēng)電運營商建立良好的戰(zhàn)略合作關(guān)系，打造風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和設(shè)備的中國品牌。我國是一個人口大國，同時又是一個能源消費大國，也是全球能源消耗增長最迅速的國家, 但作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展保障的能源越來越不能滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國的能源資源按現(xiàn)有開采規(guī)模估計，煤炭只能開采80年、石油15年、天然氣30年，僅相當(dāng)于世界平均開采年限的1/1/1/2[1]。而且我國的能源利用率僅為33％，比國外先進(jìn)水平低10個百分點。如若不采取先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，大力開發(fā)新能源，建設(shè)節(jié)約型社會，我國能源的枯竭的速度要比世界上其他國家來得更快。尤為嚴(yán)重的是：隨著我國石油、天然氣和煤炭大量的消耗和使用，使我國許多城市的空氣質(zhì)量狀況變差，嚴(yán)重威脅著城市的發(fā)展和人們的健康。 ，2002年碳的排放量超過了9億噸； 酸雨面積占我國國土面積的30％－40％，居世界第二位，酸雨造成的損失1000億元/年，已達(dá)當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的2％以上[23]。 儲能系統(tǒng)產(chǎn)品市場前景隨著新能源(風(fēng)能、太陽能、燃料電池等)的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲能系統(tǒng)的重要性日益凸顯。因此，電力儲能技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。電力儲能技術(shù)為實現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、解決電量供需不平衡矛盾和提高供電可靠性問題提供了一攬子解決方案。大容量儲能系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)、發(fā)電廠、居住小區(qū)、醫(yī)院、大型企業(yè)、可再生能源優(yōu)化等。采用大規(guī)模儲能裝置，可以減少和延緩用于發(fā)、輸、變、配電設(shè)備的投資，提高現(xiàn)有電力設(shè)備的利用率和供電可靠性，降低發(fā)電煤耗、供電線損。儲能系統(tǒng)一旦形成規(guī)模效應(yīng)，將從以下幾個方面產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會效應(yīng)：（1） 有效提高現(xiàn)有發(fā)輸配用電設(shè)備的利用率，改變電力建設(shè)的增長模式以上海為例，目前上海的發(fā)電系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)均按照每年的最高用電負(fù)荷對發(fā)電容量和輸配電容量進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。同時，上海的負(fù)荷特性呈現(xiàn)明顯的大都市特性，晝夜峰谷差日益擴(kuò)大，目前日負(fù)荷率約50％ ～60％ 。儲能系統(tǒng)一旦形成規(guī)模效應(yīng)，可以通過儲能系統(tǒng)提高發(fā)電和輸配電環(huán)節(jié)的設(shè)備利用率，減少相應(yīng)的電源和電網(wǎng)建設(shè)費用。這將徹底改變現(xiàn)有電力系統(tǒng)的建設(shè)模式，促進(jìn)其從外延擴(kuò)張型向內(nèi)涵增效型轉(zhuǎn)變。上海地區(qū)常規(guī)電廠建設(shè)費用約5 000 kW左右。上海電網(wǎng)2006年電網(wǎng)建設(shè)和改造投資204．4億元，新增供電能力約2 500 MW，折算后每kW 的本地電網(wǎng)建設(shè)費用約8 200元。因此，儲能系統(tǒng)形成規(guī)模后，每kW 投資至少可以延緩13 200元的建設(shè)費用(電源5 000+電網(wǎng)8 200)，這還不包括上海從外地受電時，遠(yuǎn)距離輸電通道的建設(shè)費用(最終體現(xiàn)在受人電價中)。儲能系統(tǒng)在科研初期雖然單位成本較高，但一旦形成規(guī)?；?，特別是完成國產(chǎn)化，突破國外的技術(shù)壁壘后，成本將大幅下降，遠(yuǎn)景可節(jié)約幾百億的電源、電網(wǎng)建設(shè)費用。如果能早日推進(jìn)國產(chǎn)化和規(guī)模化，建設(shè)成本大幅下降，在“十二五”期間就可節(jié)約發(fā)輸變配電各環(huán)節(jié)的大量建設(shè)費用。同時，由于土地及相關(guān)資源有限，上海地區(qū)可用于發(fā)電廠、變電站和輸電通道建設(shè)的土地資源也越來越緊張。而儲能系統(tǒng)可以結(jié)合用戶需要和電業(yè)變電站的建設(shè)，分散安裝、緊湊布置，相應(yīng)的減少電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)建設(shè)所需的土地和空間資源，具有良好的社會效益。(2)降低發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的運行成本，減少用戶的用電費用儲能系統(tǒng)的運行維護(hù)相對簡單，投入后可大量節(jié)約電廠和電網(wǎng)的運行維護(hù)費用，無論是電廠還是電網(wǎng)，運行維護(hù)都相對復(fù)雜，而儲能系統(tǒng)可大量節(jié)省運行維護(hù)的費用。對于電廠而言，為保證低谷負(fù)荷時候的電力平衡，大型火電機(jī)組大多要減至最低出力，小型機(jī)組更是需要日開夜停，“兩班制”運行，這對機(jī)組運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性都十分不利。以上海的300 MW為例，機(jī)組出力300 MW 時，發(fā)電煤耗可控制在320 g／(kW h)左右，而出力降低到120MW時，則煤耗率高達(dá)400 g／(kW h)左右，經(jīng)濟(jì)性大大下降。而儲能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用后，低谷負(fù)荷情況下，可以啟動儲能裝置進(jìn)行儲能，機(jī)組可以運行在比較經(jīng)濟(jì)的出力區(qū)間，從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。一旦儲能系統(tǒng)形成規(guī)模，提高了低谷負(fù)荷時的機(jī)組效率，即使考慮儲能系統(tǒng)的存儲效率，每噸標(biāo)準(zhǔn)煤也可多發(fā)電50～150 kW h。同時，儲能系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用不但可以提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，而