近年来我国风力发电的基本情况.docx

我国风力发电的基本情况
风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74万亿千瓦，其中可利用的风能为200亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人类利用风能的历史可以追溯到公元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
近年来，全球风电产业一直处于持续增长态势，随着风能产业的迅猛发展，风力发电所占总发电量比例也逐渐增加。目前,全球发电需求年增长2%,而风力发电年增长量为12%。根据欧洲风能协会预测，世界风电装机2010年为2亿千瓦，2020年为12亿千瓦，2030年为27亿千瓦。届时风电将分别占世界能源总量的2.26%、12%和21%。风电将逐渐成为主要的替代能源。在国外风电行业领域中，美国的主流机组为1.5兆瓦，一些欧洲国家则达到1.5-2.5兆瓦，兆瓦级风力发电机组在国外已较为普及，部分技术发达国家已经开始进行对3-4兆瓦的大型风电机组的研究。风场发电量将逐渐接近常规火力发电厂发电量。我国风电行业起步较早，但发展缓慢，到二十世纪九十年代，在国家政策的大力支持下，风电事业有了长足的进步，逐步形成一个新兴的市场。图1-1给出了在过去的10年里，我国风力发电装机容量增长趋势。
图1-1 我国风力发电装机容量(2004-2014)
据初步估计，我国近海风能资源约为陆地的3倍，即7.5亿kW左右 。我国总共可开发风能资源约为10亿kW，大约相当于中国目前电力装机总量的2倍。从装机容量和年发电量而言，风电有可能在20～30年之内超过核电，成为中国第三大电源。
中国风能资源丰富，可开发利用的风能资源总量约为2.53亿千瓦。中国全年风速大于3m/s小时数分布图如图1-2所示。国内最著名的风电场，是新疆乌鲁木齐附近的达坂城风电场，总装机并网容量135万千瓦。

图1-2 中国风能资源分布
在2014年电源工程投资中，水电、核电、风电投资规模分别为960亿元、569亿元、993亿元，清洁能源投资所占比重已经超过70%。值得注意的是，2014年，风电投资规模首度超越火电。
“十一五”以来，风电发展规模加快，投资规模在2010年达到峰值1038亿元。在“弃风”问题影响下投资热情出现消减，回落至2013年的650亿元。2014年在风电抢装等影响下，投资规模回升至993亿元。
整机企业装机排名方面，金风科技以443.4万千瓦新增装机容量稳居行业第一，第二名联合动力新增260.05万千瓦，第三名明阳风电新增205.8万千瓦。具体请见下图：

从90年代中期，我国风力发电行业从科研走向了市场。目前已成功研制了MW级风力发电机组。但相比国外，我国风电行业整体落后，核心技术还掌握在国外几家大公司手中，大容量的风力发电机组绝大多数依靠进口，缺乏具有自主知识产权的技术；国产风机容量相对较小，多为采用定桨距失速型，不能有效地利用各种风况下的风能。
我国风电行业领域需解决的关键、共性技术问题主要表现为:
风力发电机组容量偏低，缺乏如1.5MW、2.25MW等大容量、具有企业自主知识产权的整机核心技术；
MW级风机设备检测技术起步缓慢，缺乏MW级整机全功率检测平台；
整机制造工艺工装能力不足；
对风电机组载荷、抗疲劳能力的综合分析能力不足；
多年来影响我国风电产业发展的主要障碍有三点：一是人才与技术的相对薄弱，使风电装备制造国产化问题成为制约我国风电资源开发的技术瓶颈。二是融资条件较差。由于风电项目一次性投资大，短期内难以获得经济效益，金融机构投资信心不足。三是政策与体制上存在障碍。目前，我国风力发电企业的主体是电力公司直属企业或与之有密切联系的企业，完全独立的风电企业为数不多，风电电价一般比普通电价高60%-80%，这与我国风电电价体制不合理的现状密不可分。
目前我国完整的风能产业链尚未完善；风电关键零部件（轴承、控制系统）大多依赖进口，部件采购比较困难；依托企业建设的风电工程技术研究中心较少。

风电发展中的主要问题
本质问题：风电单位千瓦造价较高，导致上网电价偏高，缺乏竞争力。
主要技术障碍
1.风能资源测量与评价
2.风电场选址与机组定位
3.风电场接入系统技术
4.风电场运行与维护
5.风电机组的制造能力和水平
6.风电机组测试与认证体系
风能资源的测量和评估
风能资源测量和评估水平，直接影响风电场宏观和微观选址以及发电量的预测，最终反映在风电场的实际发电量。
我国大部分风电场的容量系数仅为0.21-0.24，有些风电场的单机容量系数仅为0.16-0.18。
风资源的测量和评估存在的问题
在早期的某些风电场开发时，对测风重视不够
测风设备的精度与可靠性
数据进行分析和处理的方法和经验不足
风电机组选型
忽视风电机组的运行环境认证
侧重单位千瓦造价，对度电成本重视不够
如何针对电网的具体要求，根据并网导则与接入研究结果确定对风电机组的无功特性。
风电场年上网电量的测算
根据代表年风资源数据、风电机组机型和排布方案，利用相关软件可计算出理论年发电量；
在估算能量损失时，需要考虑以下因素：
尾流修正
风电场内能量损耗
控制及湍流强度的影响
风沙、盐雾及叶片污染影响
其他因素：气候影响（严寒、低温等）
风电场接入电力系统相关技术
风电接入电网研究
风电输出功率预测技术
海上风电场接入系统技术
风电场运行与维护
运行的自动化水平
状态监测与状态检修
研发多兆瓦级风电机组
风电机组测试与认证
建立测试和认证的标准体系
建立测试和认证机构
风电机组认证结果的国际互认
测试机构申请加入MEASNET组织
风电场测试与认证
建立测试与认证的标准
建立测试与认证的机构