風能是潔凈環保的可再生能源,人類對風能的利用至少已經有3000年歷史,由于受到當時經濟、技術方面的因素制約,風力發電技術發展緩慢。19世紀70年代世界爆發石油危機之后,歐美等發達國家為尋找能夠替代化石燃料的新能源,投入了大量的科研經費與激勵政策研制風電機組。二十世紀,風力發電事業在全球范圍內蓬勃發展,風電機組單機發電量從最初的kW級發展到現在的MW級,從最初的小型離網型單機發展到現在大型并網型機組。從最初的木制葉片、固定輪轂及側偏尾舵調速發展到現在的玻璃纖維片、定槳距或變槳距以及偏航對風調節系統。
全球風能理事會(GWEC)2012年3月7日公布的調查結果顯示,2010年全年新建風力發電設備的裝機總容量排名首位的是中國(16.5GW),比排名第二的美國(5.12GW)多出2倍多。這意味著中國的裝機總容量遠超美國,是世界第一風電大國。
從目前的發電方式的碳排量來看,煤發電為275g,油發電為204g,天然氣發電為181g,風力發電為20g。風力發電的碳排量相比之下小得多。除水電外,風電是開發技術最成熟、開發成本最低,也是未來最具大規模價值的可再生能源之一。
中國“十二五”規劃提出的100GW風電裝機目標中,將有至少20GW的份額屬于低風速風電場。譬如,廣西的風場大部分屬于低風速區,近期開發的力度加大,而在廣西風力發電規劃項目選定的96個風電場選點中,桂林占了48個,可以說,桂林是廣西風力發電開發的重點。
建立風場的首要任務就是要選擇適合于風場地域特點的風電機組。譬如,為適應桂林地區的特殊運行環境,必須要求風電制造企業調整原有設計方案,并提供調整方案后樣機的試驗數據,以保證調整方案的合理性。
在風場的運行過程中密切關注風電機組設計方案中較為薄弱的環節,提高風電機組運行的可靠性。由于近年來風電發展迅速,部分生產企業急于占領市場,忽略對調整方案樣機的測試與試驗,給風電發展帶來了巨大的隱患。
本文結合在廣西地區低風速風區的工作實踐經驗,主要討論風場選擇風電機組及運行維護應重點關注的幾個問題。