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節能風電是國企還是私企?

來源:環保設備     添加時間:2023-01-10 15:22:09

節能風電是國企還是私企?

節能風電是央企。

節能風電是主營風力發電項目開發、建設和運營的央企,盈利能力優秀。由于風機裝機價格下降較多,風電運營的成本亦下降明顯,未來隨著特高壓和國內碳減排交易的實施,風電運營的棄風率和清潔能源價值有望獲得改善和提高。節能風電作為A股首家純正風電運營商,將受益于行業發展,實現較快的增長。

節能風電有國企也有私企。因為風電有賠錢且較多,所以國企較多。

風力發電是如何儲能的?

儲能發展可以說是實現雙碳的必由之路。儲能,簡單來說就是將能量儲存起來,以便在需要的時候釋放使用的過程。為了實現“30·60”碳達峰、碳中和目標,我國決定將逐步建立新能源為基礎的新型電力系統。近年來我國的可再生能源發電的發展迅速,裝機占比已經從2011年27.7%提升至2021年45.4%。根據國家能源局的目標,到2025年我國新能源裝機占比將進一步提升至50%以上,新能源發電的地位越發重要。

一方面,通過配置儲能可以實現可再生能源發電的削峰填谷,即將風光發電高峰時段的電量儲存后再移到用電高峰釋放,從而可以減少棄風棄光率;另一方面,儲能系統可以對隨機性、間歇性和波動性的可再生能源發電出力進行平滑控制,從源頭降低波動性,滿足可再生能源并網要求,為未來大規模發展應用打好基礎。

那么儲能的應用場景還包括電網側、用戶側,隨著電網靈活性需求的增加和商業模式逐漸理順,也將一同驅動儲能的規?;l展。在電網側,儲能電站目前主要用于提供電力市場輔助服務,比如系統調頻。由于電網頻率的變化會對電力設備的安全高效運行以及壽命產生影響,儲能、尤其是電化學儲能的調頻效率較高,能在電網側發揮重要保障作用。除了提供輔助服務以外,儲能設備還可以緩解電網阻塞、提高電網輸配電能力從而延緩設備升級擴容等。

智能風電解決方案

為了使風力發電得到集中化管控,提升用戶企業數字化、智能化水平,實現數據可視化管理,打造一套適配新能源的三維可視化集中管理模塊就成了新的主流趨勢。Hightopo實現可交互式的 Web 風力發電數字孿生三維場景??筛鶕䲡r間和天氣接口實現白天、黑夜、晴、陰、雨的切換,呈現出與現實世界一致的時空狀態。

1、升壓站監測

風電場升壓站是指將風電機組的輸出電壓升高到更高等級電壓并送出的設施。由于風機大多為異步發電機,風電場在發出有功功率的同時會吸收無功功率,且風電機組大多不能進行持續有效的有功、無功調節,如不采取相應的控制措施,可能對電網的無功、電壓穩定性造成影響,或者增加電網的網絡損耗。

為解決大規模風電場并網運行時帶來的送出系統電壓穩定問題,風電場匯集升壓站內無功補償方式一般采用靜止無功發生器(SVG)和并聯電容器組聯合運行的方式。點擊升壓站三維模型可跳轉至升壓站視角,展示站內主要觀測數據,如環境信息、負荷統計、風功率預測、消防檢查信息、巡檢車信息等。

2、環境信息

圖撲軟件數字孿生三維可視化系統中的升壓站環境信息監測主要整合了整個風電基地的天氣、平均溫度、主要風向、平均風速數據,方便實施把控風場大環境信息。

3、風功率預測

用圖撲軟件豐富得可視化圖表組件,雙曲線圖的形式展現風電基地整體實時功率與預測功率,方便管理人員隨時進行決策分析,有效進行節能減排。

4、配電室

點擊 Hightopo 智慧風電監管平臺的 3D 升壓站內配電室建筑模型,可跳轉至配電室內部,主場景采用寫實風格還原配電室的內部布局,點擊相應配電柜可顯示不同主變高壓側測控的數據。

5、生產監測

風力發電機因風量不穩定,且對電力系統運行的支撐能力不如其他發電領域,所以對風電基地設施的監測數據更需要具備時效性。將風電場的關鍵生產數據集中于界面的左右兩側,為管理人員提供直觀的數據展示,及時掌控。

圖撲軟件三維可視化技術采用 B/S 架構,頁面自適應多種分辨率,用戶可通過 PC 、 PAD 或是智能手機,只要打開瀏覽器可隨時隨地訪問三維可視化系統,實現遠程監查和管控。

利用圖撲軟件的可視化場景將智能設備的實時運行參數接入兩側的 2D 面板,將項目概況、實時指標、機組狀態、環境參數、發電統計、節能減排等復雜、抽象的數據以豐富的圖表、圖形和設計元素展現,實現集中管控。通過對歷史數據的融合分析,管理者可實現資源的優化配置,構建智慧風電管理系統。

6、實時指標

通過圖撲軟件 HT 2D 面板可以實時觀測整個風電場總的風電負荷,從“風機預警處理率”以及“未處理風機數”可及時進行事件決策與處理。

7、環境參數

風速及風向的變化對大型風力發電機的發電量有較大的影響,可將環境監測系統接入圖撲軟件的可視化場景,完成對能見度、降水量、風速、溫度的實時監測,在惡劣天氣來臨前做好應對措施。

8、發電統計

發電量是生產監測模塊管理人員最關注的數據,面板中展示了當日發電量、當月發電量以及累計發電量;用柱狀圖的形式展現了所有風力發電機日發電量排行情況。

9、節能減排

通過圖撲軟件的可視化系統遠程監測風電基地氮氧化合物的排放數據并作統計,可遵循規律達到節能減排的最優解。

10、機組狀態數量

運用圖撲軟件的多樣化圖表形式,顯示正常發電、帶病發電、待機、自身限功率、計劃停機、通訊中斷的風力發電機數量,方便實時獲取全場風機的運行狀態。

短期來看,政策是我國儲能裝機發展的主要驅動力,而系統經濟性的提升才能打開中長期規?;l展的空間。因而,隨著市場機制的逐步改善。儲能系統經濟性的拐點也在“漸行漸遠”。

新能源長期穩定提供電力保障的能力較差,且受氣象數據滾動更新影響,新能源功率預測仍然與實際結果存在偏差。新能源大規模接入使既有常規電源和抽蓄調節能力消耗殆盡,“源隨荷動”的平衡模式難以為繼,系統平衡調節能力亟待提升,需加快構建“源網荷儲”互動的新型電力系統。

風力發電儲能方式主要有飛輪儲能、抽水蓄能、液流電池、鋰電池、超級電容器、超導、壓縮空氣儲能等幾種形式。

飛輪儲能

飛輪儲能是一種機械儲能方式,其基本原理是將電能轉化為飛輪轉動的動能,并且長期儲存起來,需要時再將飛輪轉動的動能轉換為電能,供給電力用戶使用。高強度碳素纖維和玻璃纖維材料、大功率電力電子變流技術、電磁和超導磁懸浮軸承技術促進了儲能飛輪的發展。

飛輪儲能的功率密度大于5Kw/kg,能量密度大于20kwh/kg,效率大于90%。其優點在于無污染、無噪聲、維護簡單、可持續工作。飛輪儲能主要用于不間斷電源、應急電源、電網調峰和頻率控制。

目前飛輪儲能技術正在向大型機發展,其難點主要集中在轉子強度設計、低功耗磁軸承、安全防護等方面。

抽水儲能

抽水蓄能是在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫,將電能轉化為重力勢能儲存起來,在電網負荷高峰期釋放上池水庫的水發電。

抽水蓄能的釋放時間可以從幾個小時到幾天,綜合效率在70—85%之間,主要用于電力系統的調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備用等。抽水蓄能電站的建設受地形制約,當電站距離用電區域較遠時輸電損耗較大。

液流電池

液流電池或稱氧化還原液流蓄電系統,與通常蓄電池的活性物質被包容在固態陽極或陰極之內不同,液流電池的活性物質以液態形式存在,既是電極活性材料又是電解質溶液,它可溶解于分裝在兩大儲液罐的溶液中,由各個泵使溶液流經液流電池,在離子交換膜兩側的電極上分別發生還原和氧化反應。這種電池沒有固態反應,不發生電極物質結構形態的改變,與其它常規蓄電池相比,具有明顯的優勢。

液流電池的儲能容量取決于電解液容量和密度,配置上相當靈活只需增大電解液容積和濃度即可增大儲能容量,并且可以進行深度充放電。 鋰離子蓄電池

鋰離子電池與現有的鉛酸電池、鎳氫電池等電池相比有諸多優點,如無記憶效應、高工作電壓、低自放電率、無環境污染性、高能量密度等,在電子消費品領域應用十分普遍?,F在國內外都在大力研發新式的儲能電池,其中鋰離子蓄電池備受關注。

磷酸亞鐵鋰電池是最有前途的鋰電池。磷酸亞鐵鋰材料的單位價格不高,其成本在幾種電池材料 中是最低的,而且對環境無污染。磷酸亞鐵鋰比其他材料的體積要大,成本低,適合大型儲能系統。

由于工藝和環境溫度差異等因素的影響系統指標往往達不到單體水平,使用壽命只要單體電池的幾分之一甚至十幾分之一。大容量集成的技術難度和生產維護成本使這種電池短期內很難在電力系統中規?;褂?。

超級電容器

超級電容器又可稱為超大容量電容器、雙電層電容器、(黃)金電容、儲能電容或法拉電容。眾所周知,化學電池是通過電化學反應,產生法拉第電荷轉移來儲存電荷的,而超級電容器的電荷儲存發生在電極\電解質的形成的雙電層上以及在電極表面進行欠電位沉積、電化學吸附、脫附和氧化還原產生的電荷的遷移。與傳統的電容器和二次電池相比,超級電容器的比功率是電池的10倍以上 ,儲存電荷的能力比普通電容器高 ,并具有充放電速度快、對環境無污染、循環壽命長、使用的溫限范圍寬等特點。在風力發電系統直流母線側并入超級電容器,不僅能想蓄電池一樣儲存能量,平抑由于風力波動引起的能量波動,還可以起到調節有功無功的作用。

但由于超級電容器較為昂貴,在電力系統中多用于短時間、大功率的負載平滑和電能質量調節,如大功率直流電機的啟動支持動態電壓恢復等,在電壓跌落和瞬態干擾時提高供電水平。

超導儲能

超導儲能系統是利用超導線圈將電磁能直接儲存起來,需要時再將電磁能返回電網或其它負載的一種電力設施,它是一種新型高效的蓄能技術。超導蓄能系統主要由電感很大的超導蓄能線圈、使線圈保持在臨界溫度以下的氦制冷器和交直流變流裝置構成。

當儲存電能時,將風力發電機的交流電,經過交-直流變流器整流成直流電,激勵超導線圈。發電時,直流電經逆變器裝置變為交流電輸出,供應電力負荷或直接接入電力系統。由于采用了電力電子裝置,這種轉換非常簡便、響應極快,并且儲能密度高,結構緊湊。不僅可用于降低甚至消除電網的低頻功率振蕩,還可以調節無功功率和有功功率,對于改善供電品質和提高電網的動態穩定性有巨大的作用。它的蓄能效率高達90%以上,遠高于其他蓄能技術。小容量超導蓄能裝置已經商品化。供電力系統調峰用的大規模超導蓄能裝置,在大型線圈產生的電磁力的約束、制冷技術等方面還未成熟,各國正在加緊研究。

壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能是在電力系統峰荷時,利用壓縮空氣儲存的能量發電,向系統供電;在系統低谷時,利用電網中的富余電力,通過空氣壓縮機儲存能量。與抽水儲能方式相似,這種儲能方式也需要特定的地形條件,即需要特定的洞穴用于儲存風能。在風力強,用電負荷小時,將風力發電機發出的多余電能將空氣壓縮并儲存在洞穴中;而在無風或負荷增大時,則將儲存在洞穴內的壓縮空氣釋放出來,形成高速氣流,推動渦輪機轉動,并帶動發電機發電,供應負荷。壓縮空氣蓄能發電系統的關鍵是氣室的密封性、經濟性、可靠性等。

除此之外,還有一些風力發電儲能技術:

鉛酸電池

鉛酸蓄電池主要特點是采用稀硫酸做電解液,用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池,具有成本低、技術成熟、儲能容量大(已達到MW 級)等優點,主要應用于電力系統的備載容量、頻率控制,不斷電系統。然而,它的缺點是儲存能量密度低、可充放電次數少、制造過程中存在一定污染等。 鎳鎘電池

鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成,石墨不參加化學反應,其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成,氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性,防止結塊,并增加極板的容量。電解液通常用氫氧化鉀溶液。鎳鎘電池具有大電流放電特性、耐過充放電能力強、維護簡單、循環壽命長等優點,最早應用于手機、筆記本電腦等設備。當然,鎳鎘電池的“記憶效應”會逐漸降低電池的容量。此外由于其存在重金屬污染已被歐盟組織限用。

在我國的條件下,風能是種不穩定能源,是不可能聯入電網的,只能在沒有電網的地區利用。

風力發電和太陽能發電一樣都需要蓄電池的,需要能量轉化的。世界上風力發電利用最好的是荷蘭,太陽能最廣泛的是德國。

下面這篇文章介紹的很詳細,各種儲能原理結構還有國內正在運行的實際項目,包括最前沿正在建設的試驗用原型等。

各種儲能技術和前景介紹

 


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