风力发电前景分析

荆树友

前言：从能源可持续发展和生态环境等多角度出发，传统的火力发电行业逐步下滑，在整个电力系统中占比逐年减少；随之新兴的风力发电、光伏发电及垃圾发电等新能源产业占比逐年增加，特别是风力发电的发展日益加快。我国是产业大国，能源利用率逐渐增加，发展风力发电势在必行。大力发展风电，有助于环境保护和电网结构的调节，如何运用和调控好风力发电，是本文主要分析的内容。

关键词：风力发电；清洁能源

近年来，风力发电迅猛发展，风资源利用率逐年增高。单机容量从最初的1500KW增大到现在的7500KW，实现了技术、效益等方面的大跨越，风能是一种清洁而稳定的新能源， 在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，作为全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，在电力行业中受到的重视程度越来越高。

1 我国风力发电行业概况

1.1 我国风能资源概况

我国陆地面积约为 960 万平方公里，海岸线达 3.2万公里，幅员辽阔。新疆内蒙大草原、华北平原、太行山脉及海岸线附近等地拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。陆地风电与海上风电发展潜力巨大，是有效治理环境污染、平衡生态环境、降低温室效应的有效方式之一。

我国风能资源地理分布与现有电力负荷不匹配。沿海地区电力负荷大，但是风能资源丰富的陆地面积小；北部地区风能资源很丰富，电力负荷却较小，给风电的经济开发带来困难。由于大多数风能资源丰富区，远离电力负荷中心，电网建设薄弱，大规模开发需要电网延伸的支撑。

1.2 风能资源的季节分布

我国风能资源的季节性很强，一般春、秋和冬季丰富，夏季贫乏，不过风能资源的季节分布恰好与水能资源互补。我国水能资源是夏季丰富，雨季在南方大致是 3-6 月或 4-7 月，因此，大规模发展风力发电可以在一定程度上弥补我国水电冬春两季枯水期发电电力和电量的不足。

1.3 我国风电产业的发展及现状

我国风电场建设始于 20 世纪 80 年代，在其后的十余年中，经历了初期示范阶段和产业化建立阶段，装机容量平稳、缓慢增长。自 2003 年起，随着国家发改委首期风电特许权项目的招标，风电场建设进入规模化及国产化阶段，装机容量增长迅速。特别是 2006 年开始，连续四年装机容量翻番，形成了爆发式的增长。近年来我国风电的快速发展， 得益于明确的规划和不断更新升级的发展目标，使得地方政府、电网企业、运营企业和制造企业坚定了对风电发展的信心，并且有了一个努力的方向和目标；风电的快速发展，也促使规划目标不断地修正和完善。在 2003 年召开的全国大型风电场建设前期工作会议上，国家发改委部署开展全国大型风电场建设前期工作，要求各地开展风能资源详查、风电场规划选址和大型风电场预可行性研究工作。通过此项工作，各省（自治区、直辖市）基本摸清了风能资源储量，结合风电场选址，提出了各自的规划目标，为风电的快速发展打下了良好的基础。

2 风力发电机分类

发电机在风电系统中发挥着极其重要的作用 ，是实现机械能转 换成电能的重要装置。风力发电机有多种分类方式，可根据风轮桨 叶、风轮主轴的方向、传动方式、发电机型式等分类。目前，用于 风电系统中的发电机主要有以下几种 ：

2.1 异步发电机

异步风力发电机主要采用异步感应电机是一种以恒速运行的 电机，它以主动失速调节或失速调节为特点。但是这种电机由于是 在同步转速附近合闸并网 ，因此对电网的冲击比较大。

2.2 双馈发电机

由于双馈发电机能够降低发电系统中变换器的功率 ，因此厂泛 应用于风力发电系统中。双馈发电机与绕线式转子异步发电机结 构非常相似，是一种通过对转差率的控制，来实现双馈调速的发电 机 ，故所需变换器的功率较小。双馈发电机与绕线式发电机最大的 不同就在于其转子上的能量是通过变换器这个中间媒介，双向流通 于电网与发电机转子之间，而不是被 消耗掉。在能量流通的过程 中，变换器在平滑并网电流和无功补偿方面都起了很重要的作用。 双馈式风力发电机的定子铁心上有功率绕组和控制绕组，这两套绕 组的极数是不同的。

2.3 同步发电机

同步发电机在风力发电系统中也是应用非常广泛的，目前所采 用的同步发电机中 ，三相电机占据绝大部分。市场上用到的同步发 电机有两大类 ，一类是电励磁同步发电机，另一类是永磁同步发电 机。由于永磁同步发电机具有很多优点，比如没有集电环和电刷等 装置，不需要励磁绕组和直流励磁电源 ，结构简单 ，运行可靠等，因 此实际应用上 ，相比于电励磁同步发 电机而言，应用更加广泛。同 步发电机要想并网必须满足两个条件：第一 ，电机的端电压必须与 电网电压相同；第二 ，电机的频率必须与 电网频率相同。如果不能 满足以上条件 ，电机很可能会给电网造成冲击 ，同时电机的转轴也 会受到突然的扭矩。结合风电系统的特点 ，要求发电机必须满足以 下要求 ：(1)要有高质量的实现风 一电转换能力 ，即所得到电能的 电压要稳定、频率要恒定；(2)要保证高效率地机电能量转换 ；(3) 要能够稳定、可靠地同电网并联运行。

3 风电行业市场分析

3.1 风电市场竞争现状

不仅取决于装机容量，更涉及多个方面，例如历史业绩、国内地位、产业链完整程度、与地方可持续发展的衔接，极大地推动了我国风电的发展以及风电基地的形成。其衡量的标准均采用综合考评方式，提倡自主研发、注重经验和能力，鼓励运营商与设备商的联合等。，中国每年需要在风电市场 投入超过 2250亿元人民币的资金，风电行业从业人员也将从目前的30万人倍增至 2030年的45万人左右，届时技术人员的需求将大大增加。

3.2 行业市场化程度及持续发展能力

风电行业的市场化程度不高。一方面，电力的销售对象较为单一，受《可再生能源法》的保护，电力销售不存在任何障碍；另一方面，风电运营商主要为国有的电力企业和能源企业，其它类型的运营企业尽管数量多，但持续发展能力弱，需结合其他相应辅助企业进行统一发展。

3.3 市场供求状况

风力发电市场上网电价有一定的优惠政策，可以在同等成本的条件下创造更大的经济效益。利用可再生能源产生的电力实行全额收购制度，电网公司须全额购买获核准的可再生能源发电场所生产的，且发电项目在其电网所覆盖的范围内符合并网技术标准的全部上网电力。因此，风电行业需求基本不会受国内电力需求的波动影响， 但会随着局部电网的瞬时负荷化和输送能力的变化而变动。为了实现国家节能减排的目标，我国将继续大力推动清洁能源的高效利用，并大力开发新能源和可再生能源，风电无疑是其中的一个重要的开发方向，风电行业将保持高速增长趋势，紧跟新能源发展方向、着力发展风力发电方面相关业务，是未来的发展方向。

参考文献：

[1]风能与风力发电技术，化学工业出版社，刘万琨、张志英、李银凤、赵萍，2007.01。

[2]刘晓林．风力发电机主要种类及应用技术浅析，电气制造 ，2009(9)18—19。

[3]风能利用技术，化学工业出版社，郭新生，2007.07。

[4]关立山．世 界风力发电现状及展望全球科技经济嘹望 ，全球科技经济嘹望，2004(7)51—55。