淺析風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)的影響

許建軍 竇曉亮 王壽濤 張曉明 唐婉瑩

1.青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司工程建設(shè)分公司 青海西寧 810000

2.國(guó)核信息科技有限公司 山東濟(jì)南 250101

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，一些地區(qū)和行業(yè)為追求短期的利益盲目發(fā)展，過度地開發(fā)和使用煤炭、石油等化石能源，無節(jié)制的排放，導(dǎo)致環(huán)境污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻。因此，研發(fā)新技術(shù)、開發(fā)新能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是有效控制城鎮(zhèn)環(huán)境污染和碳排放的重要途徑。我國(guó)雖然幅員遼闊，能源種類較多，但存儲(chǔ)總量相對(duì)貧乏，粗放式的消耗不僅破壞生態(tài)環(huán)境，而且不利于經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。中共十八大報(bào)告中也首次提出我國(guó)應(yīng)“著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和生活方式，從源頭上扭轉(zhuǎn)生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)，為人民創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境，為全球生態(tài)安全作出貢獻(xiàn)?！弊源?，“低碳發(fā)展”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的理念逐步深入到人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域中。

1 風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)面臨的問題

1.1 電網(wǎng)電源建設(shè)不足

電源建設(shè)長(zhǎng)期存在問題，其中尤以無序性、速度過快等問題最為突出。從電網(wǎng)工程的性質(zhì)便可以了解到，為了避免安全事故，往往會(huì)安排諸多的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，為此面臨的將是耗時(shí)長(zhǎng)的問題。此外由于我國(guó)目前的電網(wǎng)系統(tǒng)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比問題還非常多，所以在實(shí)踐中一旦出現(xiàn)問題面臨的將是電網(wǎng)處理困難，審批周期長(zhǎng)等嚴(yán)峻的問題。當(dāng)然這些問題也逐步得到改善和解決，而且以建設(shè)智能型電網(wǎng)為主要的辦法。智能型電網(wǎng)本身是建立在科學(xué)技術(shù)之上的，近年來也取得了不錯(cuò)的研究成績(jī)，應(yīng)用到實(shí)踐中之后效果達(dá)到了預(yù)期，不僅能夠大大促進(jìn)可再生能源基地的消納，還能夠促進(jìn)分布式電源的發(fā)展。當(dāng)然為了充分結(jié)合我國(guó)各個(gè)地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀，需要從風(fēng)電建設(shè)的角度出發(fā)，解決當(dāng)前風(fēng)電建設(shè)的發(fā)展速度過快的問題。充分控制風(fēng)電建設(shè)的節(jié)奏，以便于走好每一步，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的完善和優(yōu)化。發(fā)展進(jìn)程的合理安排同樣重要，可以從風(fēng)電電場(chǎng)區(qū)建設(shè)布局出發(fā)，充分分析風(fēng)電建設(shè)的有效性以及穩(wěn)定性，提高最終政策的合理性。我國(guó)可以從實(shí)際情況出發(fā)，多加吸收發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步，提高電網(wǎng)電源建設(shè)的穩(wěn)定性發(fā)展。

1.2 風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠完善

我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到發(fā)展，單機(jī)容量取得突破性進(jìn)展，但是風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)依舊不夠完善。在零件元件生產(chǎn)和產(chǎn)品創(chuàng)新方面，人們應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得良好成果，但是卻沒有在核心零件生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)進(jìn)步。電力企業(yè)應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)時(shí)，大多數(shù)設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn)，國(guó)內(nèi)設(shè)備自主研發(fā)能力較弱，這與我國(guó)風(fēng)力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善有關(guān)。想要構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，形成一條科學(xué)的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，企業(yè)需要重視與風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的元件研發(fā)，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)細(xì)節(jié)管理，努力形成完整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。加大風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究力度，使國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電不依賴進(jìn)口。加大對(duì)企業(yè)的科學(xué)管理，制定行業(yè)經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)和其他新能源市場(chǎng)秩序，完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展。

2 風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展措施

2.1 構(gòu)建綠色能源大數(shù)據(jù)混合云平臺(tái)

在“云能云”平臺(tái)基礎(chǔ)上，對(duì)軟硬件基礎(chǔ)資源進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)，構(gòu)建綠色能源大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)混合云平臺(tái)。構(gòu)建綠色能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)綠色能源供給側(cè)（水電、風(fēng)電、光伏、天然氣）數(shù)據(jù)信息、電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)信息、需求側(cè)數(shù)據(jù)信息、能源流轉(zhuǎn)交易側(cè)數(shù)據(jù)信息、能源裝備側(cè)數(shù)據(jù)信息等全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)信息的整合。構(gòu)建綠色能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)?；凇霸颇茉啤逼脚_(tái)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)及清洗加工科學(xué)管理體系，實(shí)現(xiàn)綠色能源大數(shù)據(jù)加工、清洗、分類、標(biāo)注、建庫(kù)等，完成五大基礎(chǔ)庫(kù)和十二項(xiàng)領(lǐng)域庫(kù)的建設(shè)，為能源行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)提供安全、高效的存儲(chǔ)管理服務(wù)。構(gòu)建綠色能源大數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)?；诖髷?shù)據(jù)的采集、管理及分析，建立大數(shù)據(jù)綜合信息服務(wù)體系，開發(fā)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的綠色能源大數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，建立統(tǒng)一能源信息服務(wù)門戶，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的能源大數(shù)據(jù)交換共享、開發(fā)應(yīng)用機(jī)制，面向全省能源行業(yè)主管部門和重點(diǎn)企業(yè)，形成能源大數(shù)據(jù)目錄服務(wù)、共享交換服務(wù)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)等多元化服務(wù)機(jī)制，盤活綠色能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。構(gòu)建綠色能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景、應(yīng)用主體，在數(shù)據(jù)整合、分析及服務(wù)的總體支撐下，加快新技術(shù)應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性技術(shù)突破，建立綜合型綠色能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，形成若干智能化大數(shù)據(jù)分析子應(yīng)用，加快開發(fā)建設(shè)“智慧電源”、“智慧用能”、“能源供需匹配分析”等重點(diǎn)應(yīng)用，有效提升在能源行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域的綜合信息服務(wù)水平和智能決策支撐能力，形成“云能云+綠色能源”的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用模式。

2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Networks，ANN）即意象直觀思維，它模擬人的思維是一個(gè)非線性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型是風(fēng)電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè)中最成熟的模型。根據(jù)目前的實(shí)際情況，提出了基于 BP（Back Propagation，以下簡(jiǎn)稱BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其變化形式的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的分類屬于監(jiān)督學(xué)習(xí)算法。它使用輸入學(xué)習(xí)樣本，通過輸入層和隱藏層將它們傳輸?shù)捷敵鰧?。利用反向傳播算法?duì)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和偏差進(jìn)行反復(fù)調(diào)整和訓(xùn)練。輸入信息向前傳輸，錯(cuò)誤向后傳播。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般分為兩個(gè)過程，第一階段是信號(hào)的正向傳播，信號(hào)通過輸入層進(jìn)入隱含層，最后通過輸出層輸出信號(hào)；第二階段是誤差的反向傳播，從輸出層調(diào)整權(quán)值和偏差，返回隱藏層和輸入層。

2.3 全面提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行性能

加強(qiáng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全管理，提高機(jī)組安全運(yùn)行性能。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的影響，我國(guó)與其他國(guó)家貿(mào)易往來日漸頻繁，中國(guó)新能源企業(yè)對(duì)技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視程度增加，企業(yè)不斷突破技術(shù)壁壘，開始使用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利產(chǎn)品與技術(shù)。某風(fēng)電企業(yè)在2018 年全年風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研發(fā)費(fèi)用高達(dá)3.63 億元，上半年執(zhí)行的新疆楓煜5 萬千瓦EPC 項(xiàng)目已全部完成吊裝，不僅在2MW 風(fēng)機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了突破，還在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面得到提升，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。此外，該新能源電力企業(yè)完成了3.0-3.4MW 系列化陸上低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)和5.0-5.35MW 系列化海上低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)設(shè)計(jì)。在新風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面，企業(yè)展開高級(jí)控制算法、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究、故障智能診斷和全生命周期管理技術(shù)研究，提高涵蓋風(fēng)機(jī)的安全性能，發(fā)布智慧風(fēng)場(chǎng)新型產(chǎn)品，提高風(fēng)機(jī)的可靠性與風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率。

3 結(jié)語

新能源的開發(fā)與利用有利于我國(guó)低碳社會(huì)和低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于優(yōu)化資源使用結(jié)構(gòu)，改善空氣質(zhì)量都有著積極的促進(jìn)和改善作用。海上風(fēng)力發(fā)電作為近十年來新興的綠色新能源，越來越受到我國(guó)重視，它不僅擁有儲(chǔ)量大、零排放、可循環(huán)再生等優(yōu)勢(shì)，而且，不占用陸地資源。對(duì)于能源緊張的地區(qū)，開發(fā)沿海風(fēng)能可以緩解緊張局面。但受技術(shù)和運(yùn)營(yíng)成本等因素影響，我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還處于起步探索階段，要形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈還需不斷努力。