3.2 风电设备生产本地化
现有制造水平远落后于市场对技术的需求,国内定型风电机组的功率均为兆瓦级以下,最大750 千瓦,而市场需要以兆瓦级为主流。国内风电机组制造企业面临着技术路线从定桨定速提升到变桨变速,单机功率从百千瓦级提升到兆瓦级的双重压力,技术路线跨度较大关。
自主研发力量严重不足,由于国家和企业投入的资金较少,缺乏基础研究积累和人才,我国在风力发电机组的研发能力上还有待提高,总体来说还处于跟踪和引进国外的先进技术阶段。目前国内引进的许可证,有的是国外淘汰技术,有的图纸虽然先进,但受限于国内配套厂的技术、工艺、材料等原因,导致国产化的零部件质量、性能需要一定时间才能达到国际水平。购买生产许可证技术的国内厂商要支付昂贵的技术使用费,其机组性能价格比的优势在初期不明显。
在研发风电机组过程中注重于产品本身,而对研发过程中需要配套的工作重视不够。由于试验和测试手段的不完备,有些零部件在实验室要做的工作必须总装后到风电场现场才能做。风电机组的测试和认证体系尚未建立。
风电机组配套零部件的研发和产业化水平较低,这样增加了整机开发的难度和速度。特别是对于变桨变速型风机,国内相关零部件研发、制造方面处于起步阶段,如变桨距系统,低速永磁同步发电机,双馈式发电机、变速型齿轮箱,交直交变流器及电控系统,都需要进行科技攻关和研发。
3.3 成本和上网电价比较高
基本条件设定:根据目前国内风电场平均水平,设定基本条件为:风电场装机容量5 万千瓦,年上网电量为等效满负荷2000 小时,单位千瓦造价8000-10000元,折旧年限12.5 年,其他成本条件按经验选取。
财务条件:工程总投资分别取4 亿元(8000 元/千瓦)、4.5 亿元(9000 元/千瓦)和5 亿元(10000 元/千瓦),流动资金150 万元。项目资本金占20%,其余采用国内商业银行贷款,贷款期15 年,年利率6.12%。增值税税率为8.5%,所得税税率为33%,资本金财务内部收益率10%。
风电成本和上网电价水平测算:按以上条件及现行的风电场上网电价制度,以资本金财务内部收益率为10%为标准,当风电场年上网电量为等效满负荷2000 小时,单位千瓦造价8000~
10000 元时,风电平均成本分别为0.373~0.461 元/千瓦时,较为合理的上网电价范围是0.566~0.703 元/千瓦时(含增值税)。成本在投产初期较高,主要是受还本付息的影响。当贷款还清后,平均度电成本降至很低。
风电场造价对上网电价有明显的影响,当造价增加时,同等收益率下的上网电价大致按相同比率增加。
我国幅员辽阔,各地风电场资源条件差别很大,甚至同一风电场址内资源分布也有较大差别。为了分析由风能资源引起的发电量变化对成本和平均上网电价影响,分别计算年等效满负荷小时数为1400、1600、1800、2200、2400、2600、2800、3000 的情况下发电成本见表1,上网电价见表2。
如果全国风电的平均水平是每千瓦投资9000 元,以及资源状况按年上网电量为等效满负荷2000 小时计算,则风电的上网电价约每千瓦时0.63 元,比于全国火电平均上网电价每千瓦时0.31 元高一倍。
3.4 电网制约
风电场接入电网后,在向电网提供清洁能源的同时,也会给电网的运行带来一些负面影响。随着风电场装机容量的增加,以及风电装机在某个地区电网中所占比例的增加,这些负面影响就可能成为风电并网的制约因素。
风力发电会降低电网负荷预测精度,从而影响电网的调度和运行方式;影响电网的频率控制;影响电网的电压调整;影响电网的潮流分布;影响电网的电能质量;影响电网的故障水平和稳定性等。
由于风力发电固有的间歇性和波动性,电网的可靠性可能降低,电网的运行成本也可能增加。为了克服风电给电网带来的电能质量和可靠性等问题,还会使电网公司增加必要的研究费用和设备投资。在大力发展风电的过程中,必须研究和解决风电并网可能带来的其他影响。
来源:中国水电工程顾问集团公司 | 作者:施鹏飞