我国风力发电的现状与未来

由于厄尔尼诺现象的出现， 2012 年我国北方地区出现低温冷冬现象。2013 年1 月下旬以来，全国平均气温为近28 年同期最低。受此影响，全国用电量大幅增加，燃煤电厂发电量快速回升。2012 年12月火电发电量4811 亿千瓦时，同比增加10． 3%，环比上升5． 4 个百分点，反弹趋势明显。而受火电发电量增长影响， 12 月全国电力行业耗煤总量为1． 74亿吨，同比增长3． 8%，环比增长11． 27%。根据统计12 年总消耗煤炭37 亿吨，是第二名美国的3． 5倍，其中超过50%的煤炭用以发电，供应了全国3 /4的电力需求。煤炭的燃烧必然导致环境的污染。众所周知，空气中PM2． 5 等颗粒物主要来自于化石燃料的燃烧( 火电厂、机动车等) 、道路扬尘和空气中气态污染物的二次转化。刚刚过去的这个冬季，人们在享受电力带来的便利同时，也饱受火电造成的雾霾侵扰。生活需要电力，更需要干净的空气，鱼和熊掌兼得的办法便是风力发电。

1、世界风能资源现状

风能是流动的空气所具有的能量。风能资源是存在与地球表面大气流动形成的动能资源。风能资源的形成受多种自然因素的复杂影响，特别是气候及地形和海陆的影响。世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。从分布来看，主要分布在北美洲、亚洲、拉丁美洲等地方。据世界气象组织( WTO) 宣称，全世界风能总量约3 × 109 亿kW，其中可利用的风能为2 × 109 亿kW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10 倍。按在80 m 高度处6． 9 m/s 的风速来计算，全球风能可利用资源量为73 万亿kW，只需成功利用其中20%，就相当于世界电力需求的7 倍。

2、世界风电发展现状

2012 年全球风电产业继续蓬勃发展，累计装机容量新增装机容量再创新高。全球风能协会( GlobalWind Energy council) 发布统计报告《Global WindStatistics 2012》指出全球新增风电装机44711MW，相比2011 年4056． 4 万千瓦的新增装机容量略有增加，连续三年保持在4000 万千瓦左右的增长幅度。尽管累计总量还在不断增加，但从逐渐放缓的增速来看，全球风电已经处在平稳发展阶段。截至2012年底，全球风电累计并网装机容量达到282GW，其中，中国、美国和德国位列三甲。

随着风电的发展，风电场规模和单机容量越来越大，地理条件以及运输和噪声的影响也日益凸显，加之陆上风电接近饱和，人们已经把目光从内陆拓展到了海上。海上风电的研究始于上世纪九十年代，经过十多年的发展，海上风电技术正日趋成熟，近年来，国际上对海上风电场建设给予了高度关注。

2012 年底，全球海上风电累计装机容量已达到5410MW。虽然近几年海上风电发展取得了可喜可贺的成绩，但就目前来看总装机容量也仅占全球累计风力发电总装机容量的1． 92%，因此海上风电具备较大的提升空间。

3、我国风力发电现状

我国位于亚洲东部、太平洋西岸，大部地区处在大陆季风性气候的影响之下，风能资源丰富。至70年代中期风能的开发利用被列入"六五"国家重点项目之后，得到了飞速发展。截至2012 年底，累计装机容量达75324． 2MW，居世界第一位。预计到2020 年，我国风电的累计装机将在200GW －300GW 之间; 到2030 年，累计装机可能超过400GW，届时，风电将占全国发电量的8． 4% 左右，在电源结构中约占15%。我国海上风电发展较晚，技术和经验相比欧美发达国家有一定不足，但近年来凭借着陆上发展的成功经验，以及国家的重视，差

距正在逐渐缩小，相信不久的将来我国会发展为海上风电强国。

4、我国风电发展中遇到的问题

持续几年的飞速发展之后，我国风电行业总装机容量领跑全球，但过快的发展下问题也逐渐暴露出来。

4. 1 部分地区"限电弃风"严重

近年来，由于风电开发高度集中于"三北"地区(东北、华北和西北) 、风电建设规划不完善、能源管理不到位、本地电量消纳空间有限、电网外送能力又不足等原因，风电的并网难和市场消纳问题开始凸显，"限电弃风"现象比较严重。2012 年"限电弃风"量高达200 多亿千瓦时，相当于浪费了670 万吨标准煤，损失超过100 亿元。

4. 2 对电网的调度的影响

风速具有波动性和易变性，难以准确预测。相应的，风力发电机组的输出也具有易变性、随机性的特点。传统的发电计划基于电源的稳定性以及负荷的可预测性，但部分可再生能源电站出力的不可控性和随机性使得对其既不能进行可靠的负荷预测，也不可能制定和实施正确的发电计划。此时并网后的风电场类似一个随机扰动源，需要电网测预留出更多的备用电源和调峰容量，增加了风力发电调度的难度。

4. 3 对电网稳定性的影响

随着风电机组装机容量不断增大，发电机与电网之间的相互影响也越来越大，当电网发生故障，发电机端电压瞬间跌落或骤升时，在风力发电所占比例不高的传统电网中它的习惯是系统一有故障，风力发电机组就切出，然而，当风电在电网中占有较大比重时，若风力机在电压跌落或骤升时仍采取被动保护解列，则因为电网扰动上叠加了风电的扰动，加剧了故障，将增加整个系统的恢复难度，甚至导致其他机组全部解列。

5、提高风力发电并网运行能力的对策

我国能源资源中心与负荷中心分布不均衡，"限电弃风"严重，风电的关键设备及核心技术受限于国外，技术研发和管理人才匮乏，这些是制约我国风电发展的主要瓶颈，针对这些问题，从未来发展与技术相结合提出如下对策:

1) 加快海上风电相关技术和设备的研发。海上风电具有风速高、静风期少，全负荷小时数多长，环境影响小，靠近经济发达地区，距离电力负荷中心近，风电并网和消纳容易等优点。因此海上风电是解决资源中心与负荷中心分布不均衡，"限电弃风"严重的好办法。

2) 发展特高压电网。特高压输电能实现各种清洁能源的大规模、远距离输送，充分发挥大电网跨区优化配置资源的能力，为清洁能源的发展提供坚实基础，促进西部和北部可再生能源基地开发及外送的需要。

3) 加强专业人才培养。近年，在政策大力支持下，通过技术引进，我国掌握了部分风电技术，然而许多关键技术、设备受限制于国外，整体创新性较差。中国风电技术研发和设备制造能力依然落后于风电强国。因此专业人才的培养从根本上追赶风电强国显得格外重要。

4) 提高故障运行能力。在风电机组装机容量不断增大的情况下，风电场必须具有低、高电压穿越能力，对于目前不具有低、高电压穿越能力且已投运的风电场，应积极开展机组改造工作，以保证电力系统的稳定、安全运行。

5) 改善电源结构鼓励分散式开发。从以前的大基地、集中式接入，转变为分散式接入。实现消纳与发电就地平衡，省去了长距离架设输电线路建设费用和长距离输电的损耗，增加了风能的利用效率，实现风资源能最大化利用。