明向军风电基础知识(初稿)剖析

2006年电力装机及发电量比例
单位GDP能耗
为了保护环境，我国政府已经出台了降耗规划：“十 一五”期间，全国单位国内生产总值能源消耗指标从 2005年的1.22吨标煤/万元下降到2010年的0.98吨标煤 /万元，降幅近20%。
为什么要发展风力发电？
（1）化石能源有限，发展风电有利于提高中国能源供应的安全性 （2）风能储量大、广泛，发展风电是解决中国能源供应不足的有效途
与核电和大水电发展的比较
全世界核电和大水电都是在较短时期内占到较大比例 的能源技术。
核电从1960年的100万kW开始，到1997年累积装机 3.43亿kW，电量占16%。
大水电从1950年的4500万kW增长到1996年的7.15亿 kW，电量占19%。
风电现在已经是商业化的产业，有能力成为主流电源 之一。
进口风电机组（1000kW-1500kW）:
4300 元-4500 元/kW 5700 元/kW 500 欧元-540 欧元/kW （折合5000 元-5400 元/kW） 620 欧元-700 欧元/kW （折合6200元-7000元/kW）
风电项目投资: 7000元/KW –10000元/KW
风电场建设项目上网电价分析
基本价值
货币化的环境收益
来自百度文库
燃料节省 资本节省
排放减少 化学燃料使用的减少
风电系统发电的度电成本模型（不考虑环境效益）
部件成本
组装成本
运输成本
风机生产成本
利润
风场配套设施 部件失败率 备件成本 备件预定时间 平均维修时间 耗材 风场人力 风频分布 功率曲线 可利用率 驱动链效率 上网损失
风机购买 价格
初始资本成 本(ICC)
年运行维护成 本 (AOM)
年发电量 (AEP)
度电成本 (COE) COE=(FCR*ICC+AOM)/AEP 基于20年。
固定费率(FCR)
风电的经济性
风电场建设项目总投资分析
目前风力发电机组价格水平
国产风电机组（600kW-750kW）: 国产风电机组（1200kW）: 进口风电机组（850kW-900kW）:
欧洲是世界上风力发电领先的地区，根据欧洲统计局 的资料，目前，风力发电的发电量已占到了欧洲总发 电量的3%以上，其中，丹麦风电发电量占该国发电量 的23%，德国和西班牙为13%和12%。在欧洲，风电 已经成为一种重要的能源。
风电项目
风机
包含升压 站的项目
（升压）变电站
箱式变电
不包含升 压变电站 的项目
近海风电技术：风力发电机组－Vestas 3MW
2005年Kentish Flat海上风电场安装 30台vestas 3MW机组，该机组额定 功率3MW，机舱（包括轮毂）重量 111T。
风能系统经济性模型
发电成本
风资源及规律 能源效率 可利用率 寿命 直接投资成本 融资成本 运行维护费
风能经济性 风能的市场价值
▪ 剩余可采储量的保证程度煤炭81 年、石油15年、天然气30年,铀50 年。
▪ 以煤为主，缺乏石油、天然气资 源，水能较丰富
▪ 人均能源资源量低于世界平均水 平
单位：年
能源价格对比
根据国内风电成本测算得到的包括财务成本在内的风电平均成本为0.551元 /( kWh)，在使用期的总成本费用已经接近新投资的水电和火电。
风电基础知识
明向军编 2006年5月
目录
风电行业特点及其相关核心知识概述 风资源知识 风区分类－IEC、GL标准 空气动力学 风机分类 风机基本控制概念 风机设计及其模拟软件Bladed介绍
能源增长历史
能源利用历史
化石与核能的使用只是人类历史长河的一瞬间
石油年生产
能源强度 （总耗能/国家生产总值GNP）
径 （3）风电清洁，发展风电是减排温室气体排放的有效途径. ( 京都议定
书 签订后，CDM机制） （4）发展风电可以促进地区经济发展，并拉动机电制造业发展及解决
就业。（如：丹麦）
但到目前为止，风电市场仍然是政策主导的市场 2003年5月27日，欧洲风能协会和绿色和平组织的环境组在布鲁塞尔发布
一项报告《风力12》，这个战略性蓝图勾画出目前价值70亿欧元的风 能工业如何能在2020年增值为750亿欧元。 到2020年，风力发电将在全球电力市场中占12%。全世界风力发电装机 容量将达到12.31亿千瓦（123100万千瓦），创造1.79亿个就业机会， 使发电成本降低40%，并累计减排二氧化碳1092.1万吨。长达52页的 《风力12》研究报告详细论证了如何实现风力发电的美好前景。
风电行业特点及其相关核心知识概述
能源消费的国际比较—消费结构
我国一次商品能源消费 世界一次商品能源消费
结构
结构
核电和水电
油气
7%
26%
煤炭
核电和水电
26%
10%
中国
煤炭 67%
油气
64% 世界平均
能源资源的特点和国际比较
▪ 探明总资源量8230亿吨标准煤， 探明剩余可采总储量1390亿吨标 准煤
目前的风电成本可控制在0.6元/度以下
风机经济技术发展目标
中国风能资源丰富
国家气象局依据分布在中国各地10米高气象测风仪 数据统计：
－陆地约有 2.53亿千瓦 年电量 5000亿 千瓦时
– 海上初步估计可开发约 7.5亿 千瓦
– 合计约 10亿 千瓦 （2004年全国电力总装机 4.4亿 千瓦）
其中内蒙和新疆 占中国风资源的约70－80％
中国风资源分布
超高压输电
（降压）变电站
用户
海上变速风机的并网
Principal layout of offshore wind turbines, their collection and transmission (C&T) systems for interconnection to mains, i.e., for fungible power to the AC network and trading
中国风电场建设项目上网电价对比
元/kW•h
1 .4 0 0 0 1 .2 0 0 0 1 .0 0 0 0 0 .8 0 0 0 0 .6 0 0 0 0 .4 0 0 0 0 .2 0 0 0 0 .0 0 0 0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39