我国风力发电发展前景研究

花阳 凌佳楠

：以化石能源为基础的不可再生能源终将被以风能为代表的新能源所取代。当前，人们呼唤着新的清洁环保资源，而风能作为新能源中的重要支柱，在环境保护与经济效益层面尽显优势。我国地理环境复杂，拥有广阔的草原、戈壁和绵长的海岸线，它们都为国家风力资源生产产业发展提供了良好条件，总体来看国家风力发电发展趋势较好。本文窥探了我国风力发电产业的发展现状、技术管理方法，并对产业未来发展趋势进行了综合展望。

风力发电;发展现状;技术管理方法;未来发展趋势

风能是一种取之不尽，用之不竭的可再生清洁能源，全世界的风能储量高达2.74×106GW，中国的风能开发潜力也在2.5×103GW以上。近年来，随着风力发电技术的提升，其成本也在不断降低，全球的风力发电增长迅猛，我国的风电行业更是获得了跨越式的发展。截止2018年，全球风电装机总容量达到了6×102GW，其发电量满足了世界电力需求的6%，我国的风电装机容量为2.21×102GW，约占全球装机容量的37%，位居世界第一。

我国的风力发电产业发展迅猛，早在2009年，新增风能发电项目数量与风电发电量均已上升到全球第1位，且10年来发展速度不减，平均每年有20座以上的风电场建成，其中每座风电场发电能力都至少在100MW以上。按照我国所制定的长远风能发电计划，到2020年为止预计风能发电能力达到1.6亿kW以上。我国国土幅员辽阔、陆地边疆总长度超过2万公里，海岸线总长度超过1.8万公里。根据国家气象部门相关调研资料显示，我国风能资源蓄积丰富，其中可供陆地风能发电资源的风量超过260GW，而可供利用的海洋风能资源则更高出陆地部分的3倍以上。纵观我国整个西部、西北部地区都蕴藏了无限的风能资源。根据统计，我国目前年平均风速在6m/s以上的地区占到国土总面积的1.2%，仅次于美国、俄罗斯，位居世界第3位。

2.1风电产业政策影响

虽然我国风电产业发展体量大、前景好，但受国家产业政策的影响较为突出。目前我国针对风力发电产业制定了较为完整的风力开发投资体制、风机发展激励体制以及国家及地方风电采购政策，在促进风电产业项目发展的过程中起到了重要的促进作用。但受到风电补贴政策与现有规范的局限性影响，我国风电产业项目在近几年出现了大干快上的局面，造成风电新技术尚未得到时间的检验，设计部门倾向于保守设计，工程经验难以总结，造成国家风电产业发展的不合理与失衡。在此情况下，我国风电产业未来快速发展进程也受到严重制约。

2.2风电设备产国产化水平影响

在过去十余年里我国的风电产业发展取得了极大的进步，但对于外国技术设备仍存在较强的依赖性。一方面，目前我国风电产业自主研发实力相对薄弱，主要来源于过去在风电产业关键技术储备和人才储备的不足。在海上风电“抢装潮”背景下，这一矛盾尤为凸显，总体技术水平落后于发达国家的基本面仍未改变。另一方面，从国内风电设备市场发展角度看，进口风电设备在高端市场的垄断也有很大影响，高可靠性、大容量风机机型仍依赖外国风电设备与技术，这在相当程度上提高了我国风电产业整体发展成本，对于我国自主发展风电产业较为不利。

3.1智能化风电生产预测管理技术

风电作为一种分布式能源，其在生产管理方面需要下足功夫，主要围绕如何提高风能转化效率展开研究，提出合理管理技术策略，进而增加风电企业盈利能力。具体来讲，为了有效促进风电产业有效发展，目前个别地区已经全面启用了智能化风电生产预测管理系统，通过该技术对风电生产过程预测与智能化管理。首先是运用到了系统中的智能化风电生产预测技术，对天气情况进行预测，采用时间序列法手段对风力发电输出功率进行合理预测与规划，不断增大风能发电可靠性。在技术应用中主要配合了用电负荷预测管理技术，一方面合理规范发电量，满足削峰填谷、能源节约条件;另一方面对风能进行中长期预测管理，结合人工智能神经网络或非线性模型对风能实施短期预测，有效提高风能预测准确性。在该过程中，还可基于多种预测管理方法综合展开风能预测过程，明确风电生产发展趋势。其次是运用到了智能化管理技术，主要加强基于电力电子器件中的整流器研发与实践应用。考虑到风能本身具有较大的不稳定性，在直接发电过程中会导致输出电能e质量低下。为此某些地区选择采用PWM整流器，配合直流同步发电系统进行并网处理，即利用直流同步发电系统配合交直交整流逆变系统实施并网技术操作处理，有效提升风电发电电能质量。再者还运用到了低电压穿越技术，该技术的主要特点是能够保证风电发电机在电压跌落时还能保持不脱网继续运行超过600ms以上。如果电压跌落指标超过20%，风能发电机才会转入脱网运行状态，即低电压穿越技术可为电网提供无功技术支持，有效提高電网供电技术安全可靠性。

3.2大型陆上风机控制管理技术

大型陆上风机控制管理技术系统所采用的是气动设计理念，它管控策略丰富且到位，可充分将风机与风电生产过程结合起来，最大限度发挥高地风电生产技术优势，实现风电生产安全稳定管理。采用大型陆上风机主要通过其大功率与安全控制管理策略控制生产变量与生产效率，这其中就包括了变桨控制、整机控制、变速恒频控制以及整机安全、状态、运行与监测控制等等。这些管控措施追求精细化管理内涵，可指挥风机实现高效安全生产运行过程。例如直驱式风机就采用了直接驱动技术，它不需进齿轮箱传动，主要通过风轮驱动发电机发电，在风电转换效率与降噪效率方面表现良好，可最大限度降低风机齿轮箱运行故障，提高风机生产效率，降低生产成本。运用大型陆上风机管理风电生产在我国已经获得认可，但其生产管理技术依然还处于攻关试验发展阶段，就目前的国内风电市场运作状况来看，以西门子歌美飒4X平台机型SG 5.0-145为例，陆上风电机组单机容量最大可达5MW，而已投产并网的陆上风机单机容量也超过了3MW。

我国风力发电产业发展前景较好，在国家对于风电产业逐步退补贴的背景下，未来的发展应当更多地回归市场导向。目前国内针对新能源的发展支持力度较大，特别对于风电行业更给予了相当大的政策倾斜与财政补贴，这为促进我国风电产业发展创造了有利条件。预测我国2020年风电装机容量将超过1.8亿kW，届时我国也会开启对风电生产系统的有效重组过程，更多建立中小型风场，构建风电产业发展新格局。

综上所述，风电资源取之不尽用之不竭，大力推动风电产业发展具有良好的经济效益与环境效益。我国未来还需认清发展形势，基于最有效发展方案提出风电产业发展新方案，将风能逐渐发展成为我国能源体系建设主要力量。

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