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商業(yè)化運(yùn)營(yíng)風(fēng)電
丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)發(fā)展部的副總監(jiān)彼得·約根森說(shuō):“我們的電網(wǎng)越強(qiáng)大,覆蓋的用戶就會(huì)越多。”
他強(qiáng)調(diào):“為了使更多的可再生能源電力并網(wǎng),我們必須進(jìn)一步擴(kuò)展國(guó)家間的電網(wǎng)互聯(lián),而不能只是局限在本國(guó)電網(wǎng)建設(shè)?!睔W洲各國(guó)為了滿足本國(guó)的需要都各自在國(guó)內(nèi)建造電網(wǎng)。這給國(guó)家間大規(guī)模的風(fēng)電輸入和輸出帶來(lái)了極大的不便。
彼得·約根森強(qiáng)調(diào)說(shuō):“電流的走向不應(yīng)受國(guó)界限制。為了保證風(fēng)電和其它可再生能源的更好開(kāi)發(fā),我們必須以商業(yè)化的方式運(yùn)營(yíng)風(fēng)電,使其抵達(dá)需要電的用戶那里?!彼J(rèn)為,這就是必須擴(kuò)建無(wú)國(guó)界電力高速通道的原因。
新的泛歐洲間的合作
其它歐洲國(guó)家其實(shí)也長(zhǎng)期受到電力輸送受阻的困擾,這就是來(lái)自于歐洲各大電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的50名專家會(huì)聚一堂的原因。他們要討論更緊密合作的可能性,以解決大量風(fēng)電并網(wǎng)的問(wèn)題。
“這是歐洲各國(guó)一次共同商討如何解決電網(wǎng)擴(kuò)建和運(yùn)營(yíng)的問(wèn)題,也是一次討論未來(lái)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的選址問(wèn)題,”系統(tǒng)分析師安特耶·奧斯說(shuō),“我們要討論必要的合作框架的條件,包括電網(wǎng)間協(xié)作的規(guī)則,以及如何運(yùn)營(yíng)風(fēng)電市場(chǎng)等問(wèn)題?!彼€說(shuō):討論是建立在風(fēng)電問(wèn)題必須通過(guò)對(duì)話機(jī)制解決的共識(shí)上的。4、調(diào)峰并機(jī):機(jī)組的并機(jī)運(yùn)行數(shù)量根據(jù)負(fù)荷的大小變化,自動(dòng)加減。安特耶·奧斯也是丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司參與歐洲風(fēng)電并網(wǎng)研究項(xiàng)目的代表。
歐洲風(fēng)電并網(wǎng)研究項(xiàng)目(EWIS)現(xiàn)有13個(gè)歐洲成員國(guó)。
她說(shuō):“歐洲各國(guó)的電網(wǎng)必須盡其所能,在保障電網(wǎng)安全的同時(shí),接納風(fēng)電并網(wǎng)。電流總是流向阻力的地方,這是物理法則。因此,我們必須合作建造電網(wǎng),提高應(yīng)對(duì)并網(wǎng)功率波動(dòng)能力,以保證風(fēng)電順利并網(wǎng)?!?
各種可能的情況
歐洲風(fēng)電并網(wǎng)研究項(xiàng)目正在研究風(fēng)電和其它電力之間各種可能的相互作用。挑戰(zhàn)之一就是找出技術(shù)和市場(chǎng)的結(jié)合方式。要討論解決的問(wèn)題包括電網(wǎng)擴(kuò)展需求,重新評(píng)估市場(chǎng)規(guī)則,以及在電網(wǎng)互聯(lián)的情況下電網(wǎng)容量及靈活性進(jìn)一步擴(kuò)展的可能性。
“我們需要了解,比如,一旦在德國(guó)出現(xiàn)短路,對(duì)丹麥的電網(wǎng)有什么影響,或者在丹麥出現(xiàn)類似情況對(duì)德國(guó)的電網(wǎng)有什么影響。有哪些風(fēng)險(xiǎn)我們需要預(yù)測(cè)?柴油發(fā)電機(jī)的損耗大致可分為五大類?即定子銅損?鐵損?勵(lì)磁損耗?電氣附加損耗?機(jī)械損耗。工程的成本大概是多少?有哪些與環(huán)境保護(hù)或用戶利益相關(guān)的因素會(huì)影響到發(fā)電能力的共享?這些問(wèn)題只有各方共同研究才能得到答案。”安特耶·奧斯強(qiáng)調(diào)。
盡管有的時(shí)候看起來(lái)把歐洲電網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來(lái)不大好實(shí)現(xiàn),但是這是使能效保持高水平的辦法。“如果沒(méi)有足夠的知識(shí)來(lái)保證未來(lái)電力系統(tǒng)的協(xié)作,以及明確由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)不同體系的電網(wǎng)擴(kuò)建,那么整個(gè)歐洲為此付出的努力將變得昂貴而低效?!?
“如果丹麥要實(shí)現(xiàn)其入網(wǎng)電量50%來(lái)自可再生能源的目標(biāo),所有系統(tǒng)必須協(xié)作起來(lái),尤其是電力系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)調(diào)。”她說(shuō)。
可觀的太陽(yáng)能和風(fēng)能
彼得·約根森說(shuō):“如果歐盟要實(shí)現(xiàn)到2020年可再生能源占總能源消耗20%的目標(biāo),所有國(guó)家就必須接受電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)合作的條件?!?
“增強(qiáng)歐盟之間電力互送是我們降低對(duì)化石能源依賴的前提?!睋Q句話說(shuō):理想的情況是,電網(wǎng)建設(shè)必須保證光電和風(fēng)電可以送到歐洲需要電力的地方。比如當(dāng)北海海面肆的風(fēng)暴可以通過(guò)位于荷斯礁的風(fēng)力發(fā)電機(jī)把電力傳輸?shù)轿靼嘌?。另外,現(xiàn)在OEM廠大家的采購(gòu)價(jià)都相同,相同配置的發(fā)電機(jī)組其生產(chǎn)成本也大致相同,由于零部件的差別會(huì)有微小的差異。而當(dāng)?shù)湜](méi)有風(fēng)時(shí),環(huán)保的太陽(yáng)能也可以從西班牙的太陽(yáng)海岸輸送到丹麥。
頻率檢測(cè)是柴油發(fā)電機(jī)組中檢測(cè)發(fā)電質(zhì)量的很重要的指標(biāo),因此,需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)要準(zhǔn)確、及時(shí)的對(duì)發(fā)電機(jī)組的頻率進(jìn)行檢測(cè),發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的發(fā)電頻率成正比,只要保證發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速平穩(wěn),則發(fā)電機(jī)的頻率就可以保持穩(wěn)定值。對(duì)發(fā)電機(jī)組的頻率進(jìn)行評(píng)測(cè),可以利用單片機(jī)進(jìn)行測(cè)量,求方法主要有測(cè)頻率法以及測(cè)周期法。變壓器和電纜的安裝鋪設(shè)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng),而且天氣的突然改變也會(huì)打亂工程進(jìn)度。
全球燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組市場(chǎng)研究
——來(lái)自、頁(yè)巖氣及沼氣發(fā)電的增長(zhǎng)
全球燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在十年前就已經(jīng)進(jìn)入成熟階段,未來(lái)市場(chǎng)的增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將會(huì)放緩,但考慮到一些地區(qū)的政策的松動(dòng)和未來(lái)技術(shù)的革新,這一市場(chǎng)前景依然比較樂(lè)觀。根據(jù)弗若斯特沙利文的估計(jì),全球燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組市場(chǎng)收入相對(duì)2012年增長(zhǎng)了約20%,同時(shí)預(yù)計(jì)將在2019年達(dá)到約86億美元的規(guī)模,期間將保持14%左右的年均復(fù)合增長(zhǎng)率。4.機(jī)組設(shè)計(jì)有先進(jìn)的控制系統(tǒng),采用專用的程序控制器,當(dāng)市電失電、缺相、欠電壓的情況下,能自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組,并使之投入運(yùn)行供電。
大部分300KW~1MW的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組被工業(yè)和熱電聯(lián)合應(yīng)用方面的主電源。弗若斯特沙利文報(bào)告顯示,從件數(shù)來(lái)看,低于60KW的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組主導(dǎo)者整個(gè)市場(chǎng),約占整個(gè)市場(chǎng)件數(shù)的三分之二左右,300KW~1MW約占不到15%。浙江?。汉贾?、寧波、溫州、嘉興、湖州、紹興、金華、衢州、舟山、臺(tái)州、麗水。然而從收入貢獻(xiàn)來(lái)看,300KW~1MW功率的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組變得越來(lái)越重要,如下圖所示,其在整個(gè)市場(chǎng)收入的貢獻(xiàn)預(yù)計(jì)在2019年達(dá)到35%左右。
市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素分析
首先,全球能源的供給和需求結(jié)構(gòu)失衡,導(dǎo)致了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的需求增加。全球?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)發(fā)電技術(shù)都有較大的需求,較低的電氣化率和電網(wǎng)安裝的鋪開(kāi),是兩個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素。所謂柴油發(fā)電機(jī)積碳實(shí)際上是柴油和竄入燃燒室的機(jī)油不完全燃燒的產(chǎn)物,在柴油機(jī)活塞的頂部、燃燒室壁和氣門周圍產(chǎn)生積炭是較為常見(jiàn)的現(xiàn)象。電氣化率的問(wèn)題在中東、中亞和拉丁美洲地區(qū)顯得更為突出,因?yàn)檫@些地區(qū)沒(méi)有相應(yīng)的政府和機(jī)構(gòu)來(lái)解決這些不斷增加的人口的需求。
其次,對(duì)能源效率的要求給燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供了增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。降低二氧化碳的排放越來(lái)越得到人們的共識(shí),在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),如北美和歐盟,為了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)定的國(guó)家政策已經(jīng)被很好的制定。而降低二氧化碳排放的重要的方法之一,是通過(guò)清潔方式產(chǎn)生的電,然后終端消費(fèi)者直接使用這些電。國(guó)產(chǎn)質(zhì)量和性能好的有康明斯,性能很好,中等的有上柴,價(jià)格便宜的有無(wú)動(dòng)柴油機(jī),不建議用無(wú)動(dòng)的,爛得很。這將會(huì)促進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的銷售。
后,燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的一些特定應(yīng)用領(lǐng)域,也將面臨著增長(zhǎng)。一些特殊的氣體,如沼氣和垃圾填埋氣等雖然現(xiàn)在只占燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的很少的部分,但這些領(lǐng)域正在穩(wěn)步增長(zhǎng),并為市場(chǎng)參入者提供新的機(jī)會(huì),尤其是在歐洲等成熟市場(chǎng)。
市場(chǎng)限制因素分析
首先,較高的營(yíng)運(yùn)和維修成本限制了市場(chǎng)的增長(zhǎng)。阻礙燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)展的一個(gè)主要因素是技術(shù)發(fā)展仍不足夠快,導(dǎo)致了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的平均成本依然較高。雖然預(yù)計(jì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組相對(duì)柴油機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)在預(yù)測(cè)期內(nèi)得到改善,但燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組依然比它們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手柴油機(jī)要貴50%。2、打開(kāi)燃油開(kāi)關(guān),同時(shí)將燃油控制手柄固定在700轉(zhuǎn)/分左右的油門位置。盡管如此,值得一提的是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端使用者已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到他們能夠從在維修上節(jié)省一些成本,并開(kāi)始關(guān)注設(shè)備使用壽命期限內(nèi)的整體成本。
其次,基礎(chǔ)設(shè)施不足限制了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的發(fā)展。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的市場(chǎng)規(guī)模,其實(shí)本質(zhì)上和當(dāng)?shù)赜卸嗌偃細(xì)饪晒┦褂妹芮邢嚓P(guān)。絕大多數(shù)地區(qū),特別是新興經(jīng)濟(jì)體,并沒(méi)有足夠的能力去開(kāi)發(fā)這些燃?xì)猓瑫r(shí)也缺乏必然基礎(chǔ)設(shè)施將將其他地區(qū)的燃?xì)膺\(yùn)輸?shù)奖镜?,以供使用例如在印度,燃?xì)饣A(chǔ)設(shè)施水平較差,開(kāi)始運(yùn)輸管道的建設(shè)卻能夠顯著降低該國(guó)的大范圍能源危機(jī)。4、排氣沖程:當(dāng)作功沖程完了時(shí),由于飛輪慣性,柴油發(fā)電機(jī)組曲軸旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)活塞,從下止點(diǎn)移動(dòng),排氣門打開(kāi),廢氣經(jīng)排氣門排到大氣中,活塞到達(dá)上止點(diǎn)后,排氣門關(guān)閉,排氣沖程完畢。弗若斯特沙利文預(yù)計(jì)該因素的在短期內(nèi)將會(huì)比較大的影響整個(gè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。
后,來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)和其他可再生能源的競(jìng)爭(zhēng),也會(huì)限制燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的采用率。限制燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的一個(gè)主要因素是它們可以被燃?xì)廨啓C(jī)所替代。小容量發(fā)動(dòng)機(jī)的控制屏一般直接安裝在機(jī)組上,大容量的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制屏,則固定安裝在機(jī)房的地面上,或者安裝在與機(jī)組隔離的控制室內(nèi)。而且有時(shí)候終端消費(fèi)者可能會(huì)選擇燃?xì)廨啓C(jī)而不是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)更好滿足終端消費(fèi)者的要求,尤其是在一些高功率輸出需求的情況下。