我国风电发展现状及问题分析

沈渡

摘 要：我国风电资源丰富，大力发展风电是我国调整能源结构、实现减排目标的重要能源发展战略。目前，我国风电已进入规模化快速发展阶段，取得了举世瞩目的发展成就，并呈现出广阔的发展前景，但同时也面临着巨大的挑战。在概述我国风电发展现状、发展前景的基础上，本文深入分析了我国风电发展面临的问题，以及风电并网所带来的若干影响。最后提出了我国风电发展对策。

关键词：发展现状；存在问题；接入电网；对策

0引言

随着能源问题和环境问题的日益突出，作为一种清洁的可再生能源，风力发电越来越受到人们的重视。发展风电对于保障能源安全，调整能源结构，减轻环境污染，实现可持续发展等都具有非常重要的意义。我国风力发电的发展呈现以下特点：①风电总装机容量快速增长，风电在电网中所占比重不断增加。②单个风电场装机容量不断增加。③风电场接入电网的电压等级更高。④风电机组的种类不断增多，风电机组单机容量不断增大。电力系统是一个复杂的动态稳定系统。风电是一种间歇性、波动性电源，大规模风电的接入对电力系统的安全稳定运行带来新的挑战。本文对我国风电发展现状进行了分析，并分析了我国风电发展遇到的问题和风电接入电网遇到的问题，并提出了应对措施。

1我国风电开发现状

1.1 风电资源概况

我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多千米，还有18000多千米的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源十分丰富[1]。对风能资源实行精确探测是一项十分复杂的任务，据国家气象局最新初步估计[2]，我国陆上离地面50米高度达到3级以上风能资源的开发量约23.8亿KW，因此，我国风能资源累计近26亿KW。

1.2 风电资源开发现状

我国早在1986年就开始着手风能资源开发，但受资金和技术的制约，早期风电发展缓慢。进入21世纪后，我国已将大力发展清洁可再生能源提到了十分突出的位置，并从立法、政策扶持、加大投资等多个层面，全面加强了对风电等可再生能源的开发力度，风电场工程规划从过去的几万千瓦级发展到了千万千瓦级。

2我国未来风电发展态势及面临的主要问题

2.1 风电设备质量有待提高

有资料显示，我国风电机组利用率在20%左右，而国际标准在25%～30%左右，特别是大功率风电机组制造技术尚待攻关突破。因此，尽管我国2010年的风机装机容量超过了美国，但发电量只有500亿KW时，仍低于美国。

2.2 风电并网面临瓶颈

我国95%以上的风能资源集中在在三北和东部沿海，而2/3的需求在中东部地区，风电无法就地消纳，因此采取的是大规模、集中开发、远距离、高电压输送的发展道路。风电还无法像其它常规电源那样对其出力进行安排和控制，从而增加了电网调度的难度。

2.3 风电开发成本偏高

在世界范围内，风电从技术上来说已经成熟，但是相对于传统发电方式来说，其开发成本仍明显偏高。在我国，由于未掌握风机设备制造的关键技术，导致风电成本居高不下，尤其是海上风电，成本达到了1.0元/kWh以上。目前，大部分风电场离开国家补贴和优惠政策就不可能盈利，更谈及不上快速发展。

2.4 国家扶持政策及配套体系有待完善

为了促进风电发展，尽管我国出台了一些扶持政策，取得了良好效果，但是与风电产业的发展形势相比，产业服务体系比较薄弱。现有风电项目的招标机制、清洁能源的税收激励机制、减少碳排放的补贴机制等尚存在不完善或不到位，甚至缺失等问题，需要进一步从政策及配套体系上予以规范和完善。

3 大规模风电接入电网引起的问题

3.1 无功/电压问题

一般风电机组及其送变电线路需要消耗一定的无功功率，无功功率需求量与风电机组的类型及风电功率的大小有关。风电场输出功率波动会引起邻近的节点电压变化。

3.2 暂态稳定性问题

电力系统正常运行的必要条件是所有发电机保持同步，但是对于有大量风电的系统，因为大量小惯量的风电机组代替了常规机组，系统的暂态稳定性也发生了一些变化。

3.3 频率稳定问题

大量风电功率的波动增加了系统调频的难度，而系统频率的变化又会影响风电机组的运行状态。各国风电接入系统都要求风电机组能够在一定的频率范围内正常运行，频率超过一定范围后限制出力运行或延迟一定时间后退出运行，以维护系统的频率稳定。

3.4电能质量问题

风电机组的一些固有特性，如风剪切、塔影效应、叶片重力偏差以及偏航误差和风速的波动等，会造成风电场的电压波动，进而引发可察觉的闪变。

4 我国风电产业的发展对策

4.1进一步加强产学研紧密结合，不断提高风电产品质量与技术水平。建立研制大型风电机组整机及关键零部件的产学研战略联盟[4]，充分发挥高校、科研单位和企业各自的优势与特点。

4.2进一步加强统筹规划，因地制宜地实行规模开发与分散开发相结合。为了促进我国风电发展的有序化、科学化和高效化，我国应在全面总结近年风电快速发展成就的基础上，进一步从国家层面、区域系统层面，做好风电发展的综合规划。

4.3加强风——光互补发电系统的开发，这既可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价，即在晴天可利用太阳光照发电，产生电能；阴雨天和夜晚可利用风力发电，产生电能。

5 结论

风力发电在世界范围内得到了广泛的开发和利用，利于缓解能源危机和环境压力，具有良好的发展前景。面对前所未有的机遇，我国应在总结经验的基础上，跟踪世界前沿，不断调整我国风电发展策略，加大对风电科技的研发投入力度与政策支持，促进我国风电资源的有序开发和产业的持续发展。本文分析了近年来国内风电发展的现状，分析了风电发展的问题和风电接入电网带来的无功/电压、暂态稳定、频率稳定和电能质量问题。最后对我国风电发展提出了建议。对于这些问题，仍需在现有的研究成果上进一步寻求合理解决相关问题的措施，从而促进我国风电的可持续的科学发展。

参考文献：

[1]刘羊旸，张辛欣.我国风能资源详查取得新进展[J].中国能源报，2010-01-11.

[2]李俊峰，施鹏飞，高虎，等.中国风电发展报告2010[M].海南：海南出版社，2010.

[3]白建华，辛颂旭，等.中国风电开发消纳及输送相关重大问题研究[J].电网与清洁能源，2010，26（1）：14-17.

（作者单位：华北电力大学）