国内风电发展现状简介

在我国，目前大多数的发电厂是用传统能源进行发电，这不仅对环境造成了污染，随着化石燃料的枯竭也将引起我国的能源危机，使我国能源问题面临严峻的挑战。寻求新的可替代能源及开发新能源发电技术，成为我国21世纪重大的研究课题，关系到我国未来的科技与经济的发展，新能源是一个十分广阔的研究领域。

我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据气象部门的资料，我国10m高度陆地风能理论储量为32.26亿kW，估计10%可供开发，再考虑到实际风能扫掠面积为圆形与正方形的差别系数为0.785，则陆地风能实际可开发量约为2.53亿kW，近海风能资源大约为7.5亿kW，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。全国风能详查和评价结果显示，我国风能资源丰富，全国陆上50m高度层年平均风功率密度大于等于300W/m²的风能资源理论储量约为73亿kW，陆上80m高度，风速达到6.5m/s的风能资源技术开发量为91亿kW。根据国际上对风能资源技术开发量的评价指标，在年平均风功率密度达到300W/m²的风能资源覆盖区域内，考虑自然地理和国家基本政策对风电开发的制约因素，并剔除装机容量小于1.5MW/km²的区域后，得出我国陆上50m、70m、100m高度层年平均风功率密度大于等于300W/m²的风能资源技术开发量分别为20亿kW、26亿kW和34亿kW。

我国从20世纪70年代就将风能的开发利用列入“六五”国家科技攻关计划，但以离网型风电为主，主要解决常规电网覆盖不到的边远农牧民、岛屿居民的生产生活用电。在“七五”、“八五”和“九五”期间，原国家计委和原国家科委分别组织了综合性风能科技攻关，内容涉及风能资源、风电机组空气动力学、结构动力学、电机、控制和材料等。我国的大型风电从20世纪80年代中后期开始真正起步，先引进了定桨距恒速风电机组，90年代引进了变桨距恒速风电机组，近年来又引进和开发了变速恒频风电机组。

我国风电也呈现出良好的发展势头，表1-2列出了2005年以来风电总装机容量的增长情况，展望未来，我国2020年全国风电装机容量有望突破2亿kW，我国风电在大规模非水可再生能源发电中的先行地位已经明确。

表1-2 我国历年风电总装机容量（单位：MW）

注：数据来源：中国风能协会。

内蒙古不仅风能资源和风电装机排名全国第一，而且风电接入电网比例等多项指标居国内领先水平。2012年风电发电量178亿kWh，同比增长34.8%，2013年一季度风力发电45亿kWh，同比增长56%。2012年风电最大发电负荷710万kW，日最大发电量1.2亿kWh，最大当日供电量占比33%，仍然保持国内领先水平，并得到了国家能源局的高度重视。风电极大期电网系统电压正常，未发生风电大面积脱网事故。但是，由于电网调峰能力不足，冬季弃风严重，严寒期弃风达40%～50%，3月份弃风接近30%。内蒙古电力“风火并举”战略为电力系统注入了“绿色能源”的新鲜血液，并随之产生风电汇集、短期功率预测、输送、电压稳定性、动态无功潮流、配套的输变电工程等许多新的研究课题。

此外，海上风电由于资源富集、风速稳定、不占用土地、不受地形地貌影响、单机容量大等优点成为当今风电发展的一个新趋势。目前，海上风电技术日趋成熟，并开始进入规模化开发阶段，丹麦、德国、西班牙、瑞典等国家均在建设大型海上风电场，还有许多国家也在制订近海风电发展计划。我国江苏响水20万kW风电场是国家第三批风电特许权项目，由三峡集团所属长江新能源公司负责开发，风电场首批23台1.5MW的风电机组于2010年5月18日并网运行，项目在2011年上半年实现全部134台风电机组并网发电；江苏盐城大丰风力发电有限公司规划了二期风电场工程，总容量20万kW；浙江慈溪也在一、二期10万kW风电场的基础上，又规划近海风电场装机容量10万kW；国家海上风电示范项目、上海市重大工程——东海大桥10万kW海上风电场34台3MW风电机组于2010年7月6日完成全部安装和调试，并投入并网运营。此外，2012年以来，特大型风电机组应用于海上风电呈如火如荼之势。重庆海装的5MW双馈型机组在江苏如东吊装，湘电风能的5MW直驱型机组在福建吊装，联合动力的6MW双馈型机组在山东潍坊并网发电。2013年，东汽、金风科技、明阳均有5MW以上海上风电机组下线。(www.xing528.com)

由于风电的强随机性，风电穿透功率水平增大后，会对电能质量和电力系统的正常运行产生严重影响，国内对此进行了较深入的研究。有的文献对风力发电机组的无功功率极限及其控制和风电穿透功率极限进行了理论研究，并得出了我国电网目前可接受的风电穿透功率不能超过12%的理论结论，而丹麦并网运行风电穿透功率水平早已高于20%，这就产生了一个问题：如何采用新技术进一步提高我国风电穿透功率水平。

并网运行的风电场由于可以得到大电网的补偿和支撑，成为国内风电的主流。同时，国内也在积极开展兆瓦级变速恒频风电机组的研发工作，兆瓦级变速恒频风电机组是国家“863”计划重大课题，1MW变速恒频风电机组已于2005年8月并网运行。中国科学院电工研究所在承担国家“863”科技攻关计划的基础上开发研制了1.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统及励磁变流器。兰州电机厂与清华大学及沈阳工业大学合作，于2005年4月自主研发了国内首台1.5MW变速恒频双馈式异步发电机，并成功并网发电。现在国内兆瓦级风力发电机除了新疆金风科技股份有限公司（后简称“金风科技”）和哈尔滨大电机研究所研制的是永磁同步发电系统外，华锐风电科技（集团）股份有限公司（后简称“华锐”）、东方汽轮机有限公司（后简称“东汽”）等厂家生产的都是双馈式风电系统。2011年我国新安装的风电机组中，平均功率为1.545MW，与2010年相比继续保持增长，制造业面向海上风电积极研制多兆瓦级风电机组。据不完全统计，到2011年，我国大约有20家整机企业宣布了研制多兆瓦级大功率风电机组的计划，功率范围多集中在3～6MW。

此外，我国对开关磁阻发电机、爪极发电机应用于大型变速恒频风电也展开了探索性应用基础研究。我国近期风电发展的工作重点如下：

1）大力加强大容量风电机组的研制，加快风电设备制造国产化步伐。

2）解决好大规模风电进入电网的有关问题，使风电成为我国电力发展的重要组成部分。

3）大力组织全国风能资源详查，建立数据库，为风电发展提供坚实的科学基础。

4）开展海上风电场的科学、安全、合理开发的前期研究。

5）采取有力措施，积极贯彻实施可再生能源法，以形成良好的发展环境。