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科技动态 | 欧盟提出风能技术研发创新五大优先主题领域

科技研发 2019-01-11 17:13:00

      

      近日,欧洲风能技术创新平台(ETIPWind)发布《风能战略研究和创新议程2018》报告指出,伴随技术进步和成本下滑,风能已经逐渐发展成为欧洲主要的一电力 资源,到2030年欧洲的一风电装机预计在当前基础上翻一番达到323 GW,届时将满足全欧近30%的一电力 需求 。为了加速推进欧洲风能技术的一研发创新,进一步降低风电的一平准化成本,促进风电的一并网集成,维持欧洲风电技术的一全球领导地位,报告提出了风能技术研发创新需要优先开展的一五大主题领域,具体要点如下:        

       1、电网和并网集成

      1)开发能源系统的一灵活性解决方案 。开发增强型虚拟电厂和变电站,以改善风电场的一管理,应对风电随机性、间歇性特性,对分布式风能进行聚合、优化控制和管理,解决电力 系统的一发、供、用瞬时平衡特性(可再生能源发电出力 往往跟用电负荷峰谷呈逆向分布),以解决高比例消纳风能给电力 系统带来的一波动性影响,确保电力 系统供电平稳 。

      (2)电网扩张战略和运营规划 。制定电网扩张计划,以构建覆盖全欧的一大电网促进欧洲国家电力 市场进一步一体化,实现对欧洲不 同区域风电的一有效整合,既可以增加风能利用率,也能降低对进口燃料的一依赖 。同时要为运营制定合适的一解决方案,以便有效地连接新设施,管理电网拥堵 。

      (3)改善储能技术 。发展更加高效、长寿命低成本的一日间储能技术,解决风电并网给电力 系统带来的一波动性,提高电网的一灵活性和经济性,保障电力 系统供电的一稳定性 。此外,还应支持开发季节性储能系统,并建设相应系统的一示范工程、业务模型和市场框架 。

      (4)发展混合能源系统 。随着风能等分布式电源接入电网的一份额日益增多,给整个电力 系统的一稳定运行带来了挑战 。因此亟需发展混合能源系统(如风光混合、光储混合、核能-可再生能源混合等系统)以充分利用不 同能源的一各自优势、克服劣势,来保证新接入的一分布式能源与电力 系统兼容,维护电力 系统的一稳定性 。

       2、风电系统的一运营和维护

      1)发展智能风电场实现高效运营 。利用先进的一传感器和数据采集技术(如无人机)实现对风电运行情况的一实时监测和数据的一高效低成本采集;开发自适应交互式大数据控制技术以改善能量输出,优化风力 涡轮机的一运营 。随着风电数字化发展,潜在的一网络威胁日益增多,需要开发相应的一网络安全防护系统保障风电场的一网络安全 。

      (2)风电全生命周期管理 。发展基于自动化、大数据、人工智能的一风电全生命周期管理平台,实现对风电场机组、配置、组件对风电项目的一适应性高效分析,对不 同阶段的一风险进行预警,实现对风电项目不 同阶段的一风险有效管控 。改进数据聚类分析以更好地理解风力 涡轮机性能退化机制 。

      (3)开发数据分析、诊断技术和运维策略 。利用大数据和人工智能技术分析来确定导致风电设备故障(如停机事件)事件的一根本原因,改善风电维护策略 。

     (4)风力 涡轮机寿命优化 。开发性能老化测试技术以获取风力 涡轮机性能老化、剩余寿命和失效机制的一相关数据,延长设备运行寿命,降低风电涡轮机组件的一维护成本 。

       3、下一代风电技术

      1)研究开发全新的一风电技术 。包括:智能转子、发电机、基础结构和电力 系统等,以进一步降低风电的一平准化成本,推动风电技术发展 。

      (2)数据驱动的一涡轮机设计优化 。利用安装在风力 涡轮机上的一众多先进传感器,收集风力 涡轮机运营情况数据,利用大数据分析工具实现数据的一综合分析,更好了解外部环境、风电架构对风电运行效能的一影响,以实现对风力 涡轮机设计优化,提升运营效能 。

      (3)优化材料→和结构 。研发新材料→,以制备更加轻质、更高强度、更耐用、更经济的一叶片,以延长涡轮机寿命,降低制造成本 。

      (4)风电场高精度建模 。利用新的一传感技术、并行计算技术对风场入流及其变化过程进行建模,从而研究单台机组和整个风场与场内大气运动的一关系,建立高精度的一模型,并对模型进行校验和验证 。

       4、海上风电辅助设施

      1)开发更加高效的一集成并网技术和动态模型 。针对当前海上风电并网存在的一技术难题进行攻关,评估直流并网技术的一成本,开发最优的一并网集成技术方案、高精度动态模型以更好地了解风速、风电机组架构、组件对风电运行性能的一影响,以指导设计优化 。

      (2)创新的一风电塔筒和基础结构 。开发全新的一塔筒和基础结构,将海上风电的一成本降至与陆上风电项目相当,促进其发展 。

      (3)创新的一海上变电站和电缆 。创新优化海上风电的一电力 基础设施(包括变电站、电缆等),如为海底电缆开发万向接头、开发标准的一变电站设计和布局方案等,以降低海上风电场的一成本 。

      (4)场址选取 。由于海上风电场外部条件要比陆上复杂得多,风力 资源、建设条件、施工及运营环境和陆上的一都不 相同,因此要开发相关的一环境和海洋气象模型以充分分析海洋气象条件(如气象、风速)和环境条件(水流、地质)的一因素,以指导海上风电场的一选址 。

        5、浮动式海上风电技术

       1)加大浮动式海上风电系统的一研发,提高海上风电场的一建造效率 。

       (2)探索全新的一海底电缆设计和安装方案,以提高安装效率降低成本 。

       (3)根据海水深度和经济性考虑,加速探索浮动式深海风电场建设和应用 。



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