3.3億千瓦！垃圾電終于迎來(lái)它的巔峰時(shí)刻

“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，圍繞生產(chǎn)生活方式綠色變革，能源該如何發(fā)力？我們要立足以煤為主的基本國(guó)情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能并稱為三大清潔能源。有人估計(jì)過，地球上可用來(lái)發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是全世界水力發(fā)電量的10倍。全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。截至2021年12月底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量約3.3億千瓦。據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(huì)（GWEC）預(yù)測(cè)，2021年～2025年，全球陸上風(fēng)電新增裝機(jī)量將由76.3GW增長(zhǎng)到88.4GW，海上風(fēng)電新增裝機(jī)量將由11.2GW增長(zhǎng)到23.9GW。

海上風(fēng)電

2007年，中國(guó)海油在渤海灣建成了中國(guó)第一臺(tái)海上風(fēng)機(jī)，同年11月26日投入運(yùn)行，并網(wǎng)接入綏中36-1油田，這是中國(guó)第一臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組。

根據(jù)世界銀行估計(jì)，全球海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)潛力為710億千瓦，70%以上位于適合漂浮式風(fēng)電的深水海域。根據(jù)美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究，在北大西洋上300萬(wàn)平方公里的海面上的風(fēng)能，可以滿足目前全球的能源需求，發(fā)展空間巨大。2021年是我國(guó)新建海上風(fēng)電項(xiàng)目享受國(guó)家補(bǔ)貼的最后一年，行業(yè)出現(xiàn)“搶裝潮”，海上風(fēng)電新增裝機(jī)1690萬(wàn)千瓦。利用 Hightopo 實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電的整體監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。作為海上風(fēng)電場(chǎng)的“大腦”，陸上集控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控著所有風(fēng)電機(jī)組并管理整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行。

海上風(fēng)機(jī)支撐技術(shù)主要有底部固定式支撐和懸浮式支撐2類。2021年，全球最大的4.8萬(wàn)千瓦英國(guó)海上浮式風(fēng)電Kincardine項(xiàng)目成功并網(wǎng)，表明大規(guī)模商業(yè)化海上浮式風(fēng)電開發(fā)已初步具備可行性。

陸上風(fēng)電

中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約2.53億千瓦。1986年5月，我國(guó)第一座陸上風(fēng)電場(chǎng)——馬蘭風(fēng)電場(chǎng)在山東省榮成市成功并網(wǎng)發(fā)電，揭開了我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)從無(wú)到有的發(fā)展大幕。馬蘭風(fēng)電場(chǎng)坐落于山東省榮成市膠東半島最東端的馬蘭灣畔，1986年由山東省計(jì)委與航空工業(yè)部投資59.7萬(wàn)元興建。該風(fēng)電場(chǎng)從丹麥引進(jìn)了3臺(tái)55千瓦機(jī)組，總裝機(jī)容量為165千瓦。年平均發(fā)電量26萬(wàn)千瓦時(shí)以上，最高年發(fā)電量達(dá)33萬(wàn)千瓦時(shí)。2015年，馬蘭風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組全部退役，累計(jì)運(yùn)行了29年。

風(fēng)電機(jī)展示

風(fēng)力發(fā)電就是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能。原理就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和塔筒三部分。運(yùn)用 Hightopo 自主研發(fā)核心產(chǎn)品 HT for Web，實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 風(fēng)車三維場(chǎng)景，可將風(fēng)車進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作。圖撲軟件提供完備流水線作業(yè)工具鏈，從視圖組件設(shè)計(jì)、圖標(biāo)設(shè)計(jì)、2D圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到3D場(chǎng)景設(shè)計(jì)皆有一站式的開發(fā)工具，設(shè)計(jì)師和程序員能實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)開發(fā)，快速落地 2D、3D可視化成果。

整體效果預(yù)覽：

盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣，但歸納起來(lái)可分為兩類：水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電，多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的對(duì)風(fēng)裝置是利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?？苹蔑L(fēng)格的線框式展示了風(fēng)機(jī)的內(nèi)部工藝構(gòu)造，并結(jié)合兩側(cè)的2D數(shù)據(jù)面板，通過后臺(tái)數(shù)據(jù)接入，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了解風(fēng)機(jī)的最新動(dòng)態(tài)，如遇到風(fēng)機(jī)故障可進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)與修復(fù)，實(shí)現(xiàn)管理最大化。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)（Double-Fed Induction Generator）在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣。這種技術(shù)不過分依賴于蓄電池的容量，而是從勵(lì)磁系統(tǒng)入手，對(duì)勵(lì)磁電流加以適當(dāng)?shù)目刂?，從而達(dá)到輸出一個(gè)恒頻電能的目的。

點(diǎn)擊風(fēng)機(jī)葉片，可以進(jìn)入葉片的微觀世界，以微觀視角看風(fēng)機(jī)的詳細(xì)信息，包括風(fēng)機(jī)參數(shù)，環(huán)境參數(shù)，發(fā)電信息和故障信息等。場(chǎng)景的搭建采用Hightopo自主研發(fā)的基于 HTML5 的 2D/3D 渲染引擎完成，其中的動(dòng)畫和人機(jī)交互也是基于自主研發(fā)的組件。

風(fēng)機(jī)啟停運(yùn)行/線框模式切換：

風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件，它由若干只葉片組成。當(dāng)風(fēng)吹向漿葉時(shí)，槳葉上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕，多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來(lái)制造。（還有一些垂直風(fēng)輪，s型旋轉(zhuǎn)葉片等，其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同）。

機(jī)艙視角/發(fā)電工藝：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對(duì)著來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

能源系統(tǒng)本身品種繁多、體系復(fù)雜、供需緊密，推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，必須把握好電力、煤炭、油氣、新能源等在不同時(shí)期的不同定位。風(fēng)電、光伏等新能源雖然具有清潔零碳的優(yōu)勢(shì)，但也存在間歇性、波動(dòng)性的短板。在構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)這一大背景下，必須充分發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向調(diào)節(jié)作用。根據(jù)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，到2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上。到2030年，抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)到1.2億千瓦左右，省級(jí)電網(wǎng)基本具備5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞： 3 3億千瓦垃圾電終于迎來(lái)它的巔峰時(shí)刻 海上風(fēng)電