劉增智

【摘要】本文從風力發(fā)電的現(xiàn)狀入手，論述了風力發(fā)電創(chuàng)新的必要性，在此基礎(chǔ)上，分析了我國風力發(fā)電能夠大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ)與條件，并從現(xiàn)行國家政策、能源需求等角度，展望了我國風力發(fā)電事業(yè)廣闊的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】風力發(fā)電? 清潔能源? 風電消納

引言：風力發(fā)電是利用風能來帶動發(fā)電機械從而將風能轉(zhuǎn)化為電能的一項發(fā)電技術(shù)。在資源嚴重短缺、能源缺口巨大的今天，風能作為一種無污染和可再生的新能源，受到世界各國的青睞與重視。

一、風力發(fā)電創(chuàng)新的必要性

我國對新能源的研究正隨著技術(shù)的日新月異而跨步向前，在各新能源領(lǐng)域均有突破性發(fā)展，風力發(fā)電作為新能源領(lǐng)域的一員，始終占據(jù)著重要地位。但是，在風力能源的實際應用中，還存在著一些問題。

（一）電網(wǎng)建設(shè)及設(shè)備維護

風力發(fā)電在很大程度上受到自然環(huán)境的影響和限制，風能屬于一種低密度能源，具有不確定性和隨機性，風力發(fā)電站一般建設(shè)在遠離居民聚居區(qū)的空曠地帶，這些區(qū)域風速強、密度大、發(fā)電效益高，但是另一方面，這些地區(qū)的發(fā)電設(shè)備維護與電網(wǎng)建設(shè)是風力發(fā)電的薄弱環(huán)節(jié)。

（二）解決設(shè)備資源空耗問題

受風速、風向、風的間歇性等因素限制，風能轉(zhuǎn)化的可靠性一直有待提升。但是風力發(fā)電的技術(shù)與設(shè)備投入成本較高，而風力發(fā)電設(shè)備無法保證連續(xù)發(fā)電、滿額發(fā)電，設(shè)備與資源空耗的情況時有發(fā)生，這使得一些經(jīng)濟實力相對薄弱的地區(qū)無法大力推廣風力發(fā)電技術(shù)，這一點也是今后風力發(fā)電創(chuàng)新的著力點。

（三）創(chuàng)新風力發(fā)電技術(shù)

與世界發(fā)達國家相比，中國在風力發(fā)電的制造和控制技術(shù)仍然存在較大差距。目前，國內(nèi)常見的發(fā)電機型有定槳距風機和兆瓦級直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機，變槳距機型、數(shù)字化風電技術(shù)、風機單機容量等方面還有待進一步的研究與創(chuàng)新。

（四）創(chuàng)新風能觀測與評估

在風能資源的調(diào)研與評估方面，中國的風電技術(shù)還有很大的提升空間。但我國的風能資源評估技術(shù)卻遠不及德國、丹麥及美國等發(fā)達國家。中國大陸在風力資源可利用區(qū)域共設(shè)有400座測風塔，高度集中在70米到120米，風能資源觀測網(wǎng)絡的建立仍處于初步階段。并且我國的氣候類型多樣，從南到北跨越5大氣候帶，且地形復雜，災害性天氣多，這些加大了我國風能資源的觀測評估與開發(fā)難度。

（五）應對電壓閃變等問題

在風能的開發(fā)利用中，其隨機性與間歇性的特性對電力輸送的穩(wěn)定性形成了挑戰(zhàn)，讓風電場及接納風電變電站的電壓經(jīng)常在有功功率與無功功率之間來回轉(zhuǎn)化，造成電網(wǎng)電壓閃變，甚至導致電壓崩潰，嚴重影響風力發(fā)電的質(zhì)量。風力發(fā)電技術(shù)、設(shè)備、評估等方面的創(chuàng)新對提升風能資源的利用率具有重要的現(xiàn)實意義。

二、風力發(fā)電的發(fā)展條件

我國地域遼闊，風能資源儲備量大，分布較廣。據(jù)專家統(tǒng)計，全國有三分之二的地區(qū)為多風地帶。風能資源豐富的區(qū)域主要有東北、內(nèi)蒙古、華北北部、云貴高原、東南沿海、新疆北部等，單就10米高度層我國風能實際可開發(fā)量就有2.53億千瓦，50米高度層的風能儲量為73億千瓦，80米層的儲量為91億千瓦，因此，我國具備大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)。

風能作為一種清潔能源，日益受到國家的重視，不排放任何有害氣體與廢棄物，能夠在保障生態(tài)環(huán)境的情況下實現(xiàn)能源的有效利用，這是風電最突出的優(yōu)勢。我國的風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，離不開政府對風電產(chǎn)業(yè)的大力支持。2005年起，國家相繼出臺了多部針對可再生能源領(lǐng)域的法律法規(guī)與管理辦法，并制定了“可再生能源中長期規(guī)劃”，對風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的實際容量提出了發(fā)展目標。國家為扶持風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制定多方政策，支持風電設(shè)備國產(chǎn)化，實施“以市場換技術(shù)”的策略，不斷提升風電設(shè)備制造與技術(shù)的水平。政府還對風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)實行補貼政策，據(jù)統(tǒng)計，僅2006年，可再生能源電價附加補貼的金額就有2.6億元，到2019年，這一數(shù)字已經(jīng)飆升到866億元。

在風能資源的評估與測量方面，國家引進了加拿大、丹麥、美國等風能數(shù)值模擬評估的先進經(jīng)驗，并在此基礎(chǔ)上研究發(fā)展適應中國地理環(huán)境、氣候特征的分析技術(shù)，研發(fā)了規(guī)范的風能資源計算評估系統(tǒng)，并建立了以地域信息系統(tǒng)與數(shù)字化技術(shù)為支撐的風能資源數(shù)據(jù)庫共享系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、實時傳送、統(tǒng)計分析、發(fā)布存儲等全功能處理流程，為風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供可靠、完備的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)與評估參數(shù)。

三、風力發(fā)電的發(fā)展前景

隨著可再生資源電力的廣泛應用，開發(fā)風電能源成為一種必然趨勢。為促進能源轉(zhuǎn)型，國家制定了2020年非化石能源占一次能源消費15%，2030年占20%的目標。根據(jù)風力發(fā)電發(fā)展的“十三五”規(guī)劃，到2020年，我國風電并網(wǎng)裝機容量應當達到2.1億千瓦以上，發(fā)電總量達到全國總發(fā)電量的6%，未來風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間巨大。

隨著石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，人們的環(huán)境保護意識日漸提升，尋找清潔能源以替代傳統(tǒng)能源顯得愈加迫切。風能作為可再生能源擁有廣闊的應用前景，風力發(fā)電技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注。在國家的大力支持下，風力發(fā)電的技術(shù)不斷發(fā)展，價格不斷降低，據(jù)權(quán)威機構(gòu)預測，到2024年，風力發(fā)電的成本有望下降15%，風力發(fā)電將逐步由補充型能源向替代型能源過度。

極端氣候與污染排放對環(huán)境造成嚴重威脅，可再生能源的需求量不斷增加，據(jù)研究統(tǒng)計，全球可再生資源的需求量將增長50%，而中國在未來的可再生資源利用方面將處于領(lǐng)先地位，國際能源署預測，5年之內(nèi)，中國的清潔能源產(chǎn)量將超過歐盟。

新時期我國宏觀經(jīng)濟狀況一直穩(wěn)定發(fā)展，工業(yè)需求向好，電子智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，人們生活水平提高，全社會用電量變大，這為風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供了需求基礎(chǔ)。近年來，由于風電前期安裝速度快，電網(wǎng)消納能力不足、風力發(fā)電不穩(wěn)定等原因，一度出現(xiàn)了棄風限電的現(xiàn)象，華北、東北、西北是棄風限電的重災區(qū)，國家能源部門對這一現(xiàn)象十分重視，采取了多種措施，到2018年現(xiàn)象有所改善。2019年，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于建立健全可再生資源電力消納保障機制的通知》，為風力發(fā)電的消納提供了解決方案，風電裝機的積極性也大大提高，風電年利用量大幅增加，風電企業(yè)經(jīng)濟效益提升，形成了風電產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán)，為風電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有利條件。

參考文獻：

[1]李東林.風力發(fā)電數(shù)字化發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新[J].風能，2019（01）：82-87.