浅谈风力发电技术的现状及常见问题分析

杨冬玉

【摘要】风能作为一种清洁可再生能源，将在新能源发电中扮演重要的角色。本文对国内外风力发电的现状、发展进程，利用风能发电的优越性，以及我国风力发电存在的问题进行了探讨。

【关键词】风力发电；现状；问题分析

人类对自然世界的不懈探索及对创造革新的不断追求驱动着科学技术的持续发展，巨大的经济价值随之而生。人类生活方式因为经济发展而改变，造成能源的开发利用不断增加。维持社会的稳定发展不能缺少能源消耗，经济发展是能源高效充足供应的衍生物。一百多年以来，因不可再生能源，如石油、煤炭、天然气等的过度开采消耗，使得各国发展的主要限制条件变为能源匮乏和环境污染。在未来，只有采取可持续发展，开发利用新能源，才能让人类文明得到新发展。

风能由太阳能转化，风能占太阳辐射至地球能量的2%。由风车磨坊到风力发电，风能使用的变化，体现着科学的发展。风能是清洁能源，风力发电是运用风能最高效的措施。地球上水流的能量比风能少，各类固体液体燃料之和也不及风能多。在利用新能源的过程中，风能依靠着建造速度快，环境条件少，使用效率高等优势受到全球各个地区的重视。

一、风力发电技术现状

在第二次工业革命完成之后，北欧地区出现首个现代风力发电机，而直到20世纪80年代，风力发电机组的电气控制才能够实现。近几年，全球风力发电迈入飞速进步推广时期，在褪去技术上的稚嫩，突破使用上的桎梏后，欧美各国不断颁布可持续能源奖励机制，促使目前风力发电行业生机勃勃，其前景不可估量。美国和加拿大是西半球的发达国家，雄厚的资金实力和新鲜的奖励刺激使其成为风能利用最佳的地方。美国各州有6成以上开始利用风能资源，其风力发电的总装机容量可以供应160万个中等家庭的日常用电。

西班牙在本土安装的风电机组，配置中速齿轮箱和永磁同步发电机及全功率变流器，可以使机组低功率运行，提高利用率；配置多变量控制系统配合独立叶片变桨控制，能夠降低机组荷载，延长服务寿命。美国制造巨擘GE推出的机型，使用最新的功率变流器结构，在控制上研发出“动态无功控制 （Wind-VAR）”，能向电网提供无功并稳定电压。欧洲发展和应用全功率变流并网技术，提高风能利用范围，改善电能质量。

站在控制和运行这两个角度看风电技术的进展，能把风力发电系统分成变速恒频和恒速恒频。在风电发展起始阶段多使用恒速恒频风力机，其定桨距角的控制策略造成的低利用率已成为最大短板，不能匹配目前的风电产业进程。

风力的随机及不可控和电网严格要求的安全运行在本质上是矛盾的。由此，在目前和未来的设计规划中，应该通过分析风电电源特性、预测评估风电对电网的影响，全面提升既有电网的风电接纳能力，促使此矛盾在安全运行的界线内实现最佳调解。

二、我国风电发展现状

风能资源在我国非常丰富。中国气象局于2010年首次公布中国风能资源研究重要成果：中国海、路距地50米以上的高度，风速达3级以上，风力资源的潜在可开发量约为25亿千瓦。与世界其他国家的风电资源比较，中国与美国不相上下，大大多于丹麦、英国与德国。近几年，中国的风电产业发展趋势迅猛，我国已成为世界上新增和累计风电装机容量最多的国家。我国幅员辽阔，尚有巨大风能资源等待开发。约占全国一半的潜在风能资源开发量在内蒙古，在规划的风电场建成后，其发电量接近三峡水利枢纽工程总发电量的30%。甘肃省酒泉市计划中的千万千瓦级特大型风电基地，等到所有潜力发掘后，其总装机容量规模可以称为“路上三峡”。

三、我国风电发展存在的问题

风在自然界一直处于变化状态，在不同年份其特征并不相同，一个地区少风年与多风年的风能相差甚远。因此，评估某地的风力资源潜力，没有长期的统计数据作为参考，其趋势特点必定是不可信的。目前，我国的测风资料已经跟不上风电设备的发展方向，并不能完全提供风电场的需求。

风电场的建设风生水起，但同时，有些建成的风电场已被荒废，使用率太低。风电“发得出，送不出”的抱怨已是普遍现象，初步统计，我国有30%的风电装机并网项目处于空转状态，造成昂贵设备浪费。风电发展受到掣肘的最主要因素是上网问题。电网企业无条件接收风电入网是国家的政策，但实行下来，电网企业有苦难言。一个制约风电上网的重要原因是风电波动大，对电网形成冲击。

风电的间歇性和不稳定性在并入电网后会冲击电网，令电能质量恶化。为了让风电能达到入网条件，使入网的电尽力稳定，电网运营商需增加额外的调峰设备，而这肯定会提高企业的投资，企业积极性低也就可以理解了。“上网难”最后还是归因于风电没有规划、野蛮开发。

四、结语

风能作为清洁的可再生能源，具有大规模开发、利用的前景。文章对国内外风力发电现状进行分析，并对我国风电发展中存在的问题进行阐述。虽然我国的装机容量在不断增加，但是与发达国家相比，我国的风电行业的发展仍然存在着一定的差距。在今后对风电的规划和投资中，还应做到因地制宜。

参考文献

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