风力发电前沿知识

耳录
发展风能的必要性 (2)
我国风力发电的建设成果 (2)
我国风力发电面临的一些问题 (3)
一、本身缺点一一少时太少，多时太多 (3)
二、弃风问题严重 (4)
三、风电发展与送出消纳不畅的矛盾 (4)
四、矛盾——电厂和电网的博弈 (5)
五、机制存在多方面问题，运行机制不畅 (6)
发展前景展望 (7)
我国风力发电的一些介绍
发展风能的必要性
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。

其蕴量巨大，全球的风能约为2.74X 10八9MW，其中可利用的风能为2X 10 八7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

由于中国幅员辽阔，海岸线长，拥有丰富的风能资源。

据中国气象科学研究院对全国900 多个气象站测算，陆地风能资源的理论储量为32.26亿kw，可开发的风能资源储量为2.53亿kw，主要集中在北部地区，包括内家古、甘肃=新疆、黑龙江、吉林=辽宁・青海=西藏，以及河北等省♦区。

风能资源丰富的沿海及其岛屿，其可开发量约为10亿kw，主要分布在辽
宁、河北、L1J东、江苏・上海、浙江、福建=广东・广西和海南等省、市、区。

这为发展中国的风电事业创造了十分有利的条件。

但就中国目前电力事
业而言，火力发电仍是中国的主力电源。

以燃煤为主的火电厂，正在大量排
放co2和so2等污染气体，这对中国的环保极为不利。

而发展风电，一方面
有利于中国电源结构的调整；另一方面又有利于减少污染气体的排放而缓解
全球变暖的威胁。

同时，又有利于减少能源进口方面的压力，对提高中国能
源供应的多样性和安全性将作出积极的贡献。

我国风力发电建设成果
开发利用可再生能源、实现能源的可持续发展成为世界各国能源发展战略的重大举措。

风能作为重要和最成熟的可再生能源技术，具有蕴藏量丰富・可再生、分布广、无污染等特T生，使之成为可再生能源发展的重要方向。

10多年来全球风电稳步发展，2011年累计装机容量接近240GW，约占全球发电装机容量的5%。

中国风能资源丰富，大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。

尽管中国的风电从上个十年的中期才逐渐发展起来，但是近年来，在《可再生能源法》以及国家一系列政策的推动下，中国电装机容量迅速增长，风电装备制造业也快速发展，产业体系已逐步形成。

2011 年并网风电超过了50GW，当年并网14.5GW，均稳居世界第一。

据中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA ）
的统计数据年中国（不含港、澳♦台）新增安装风电机组11 409台，全年新增风电装机容量17.63GW，与2010年的18.94GW相比，2011 年新增装机减少6.9%。

中国风电市场在历经多年的快速增长期后正开始步入稳健发展期。

截至2011年年底，中国累计安装风电机组45 894台，累计装机容量62.36GW，继续保持全球第一大风电市场的地位。

2011年，全国风电上网电量达715亿kWh，占全国发电量的1.5%。

风电所产生的环境效益显现：按每度电替代320g标煤计算，可替代标煤2 200多万t，减少二氧化硫排放量约36万t，减少二氧化碳排放量约7 000万t，节能减排效益显著。

按照每户居民年用电量 1 500kWh计算，
中国2011年风电的上网电量可满足4 700多万户居民1年的用电量需求。

我国风力发电面临的一些问题
风电虽然有很大的好处，但是它也有一大死穴：不靠谱。

风力时大时
小，所以发出的电也时多时少。

就像“风一样的男子"一样，风力发电也让人既爱又恨，风电的现状和未来，和它这个“不靠谱儿”有着至矢重要的尖系。

一、本身缺点——少时太少，多时太多
1500千瓦风机的启动风速是每秒3米，风速到125米/秒的时候就满
发电量了，到25米/秒的时候就要停机，不然会对机器造成重大破坏。

现在的电网还是需要有全天候运转的火电厂作为“基本保障”，它能给用户提供持续的电能，风力发电是难担此重任的。

不过，风力发电也不像很多人想的那样“特不靠谱"。

西北地区每年的等效满发电量小时数为2400个小时，大约占全年总小时数的27% （等效满发电量小时数指的是发电机的总发电量除以满发电量时每小时产生的电量）。

更大的麻烦来自风力较大・发电量较多的日子。

我们可以把发出的电想象成水，新产生的水源源不断流到用户的池子里，达到平衡。

如果一下子水太多，池子装不下，就会溢出来。

同样，大风吹来，风力发电机突然发出很多电，超出变电站的容量，就会把机器烧坏。

所以，在风力较大的日子里，如果变电站压力过大，电网方面就会通知风力发电站工作人员邙艮电"。

风力发电机接到工作人员的尖机指令后，会先靠桨叶的变化减慢转速，然后机械刹车。

如果用户消耗电能加大，或者风力减小，电网会通知风力发电站恢复部分发电机运行。

风力发电有时产量不足，
有时产量过剩，再加上风力变化很难预测，所以造成产能的很大浪费。

解决这个问题的一个方法是发展智能电站。

智能电站相当于一个智能水
阀系统，依靠电脑实时自动调配各个发电厂发出的电力，让“高水位的水自动流向低水位”。

2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目'并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略，计划到2030 年真正建成智能电网。

就目前来说，电网现在希望风电厂自身能够解决稳定供电的问题，希望它能够能过储能装置和发电机的配合运用，输出比较稳定的电能，或者通过预测风力大小，给出比较准确的发电曲线图，以便自己能调控分配电量。

这两点现在还很难解决。

即使有了智能电站，仍然难以避免风力发电有时产量过剩的问题。

所以另一个解决途径也值得考虑，那就是储电备用。

如果风力发电站离水力发电站较近，可以用风电驱动水泵提水蓄能。

还可以给电池充电，中节能将在张北兴建的风电=太阳能发电以及化学储能联合项目就是这个原理。

还可以考虑用电能电解水以生产氢气。

甚至还可以用风电直接“做事”，比如淡
化海水。

二・弃风问题严重
据中国风能协会统计'2011年全国约有100亿千瓦时左右的风电电量由
于被限发而损失，部分大风电基地“弃风率"已超过10%，全国因弃风造成
的经济损失多达50亿元。

国家能源局下发“尖于做好2013年风电并网和
消纳相尖工作的通知”，显示2012年全国弃风电量约200亿千瓦时，较2011年的规模翻倍。

除此之外，风电平均利用小时数也较2011年有所下
降，个别省（区）风电利用小时数下降到1400小时左右。

三、风电发展与送出消纳不畅的矛盾
2006年以来，中国风电发展的主要矛盾曾经是缺乏对风电的认知、规
模性市场、相尖政策、资金、技术、人才、设备，等等。

为解决这些问题，
风电及相尖产业曾付出了很多努力。

随着这些方面的问题逐步解决或缓解，新的矛盾显现出来。

到2010年，中国风电发展的主要矛盾已发展为大规模
和高速度发展的风电装机和发电能力与电力送出和消纳能力的矛盾，这个矛
盾在当时是有所察觉和认识的。

2011年，由于对
这一主要矛盾的忽略，错过了较早解决的好时机，人们没有认识到风电脫网问题的本质是电网薄弱，从而着手优先解决。

即使到目前，在完善送出条件以适应风电发展及合理调度消纳风电方面都没有看到显著的改进。

在发电和设备制造业努力发展电网友好型风电场和设备的同时，没有看到电网有发展风电友好型电网的明确意图。

接纳风电和所有可再
生能源的电网规划和建设继续滞后，主要矛盾这两年不断加剧，没有得到缓解。

由于电网不能适应且没有及时改造，为应对电网对可能的不安全的担忧，不得不进行大量低电压穿越改造并高标准加装无功补偿装置，
为此所投入的花费或许数以百亿元计。

更糟糕的是，2012年有更大规模的风电装机不能联网，有更多的风能将被丢弃，中国风电效益还会大幅下划・规划简单单调、规划目标和各目标的发展进度缺乏科学合理的衔接和协调。

电网风电送出通道「周峰电源如燃气电厂建设、电源冲突如燃煤电
滑，这是可以预见的。

风电当地消纳也是个重要问题。

发展缺乏统筹规
厂被限出力的出路、储能性电源如抽水蓄能电站建设以及系统对风电消纳和消费的安排与相尖设施的建设等，规划中没有充分的设计。

分布式发展问题，在原来的规划里也没有很好的反映。

风电送出和消纳不畅问题难以缓解，其中更深层次的原因：一是认识问题：要不要大力发展风能等可再生能源，不同的利益集团有不同的认识，尚未达成一致；二是体制问题：缺乏监管的垄断企业在利益未明确前，往往会回避、不顾甚至排斥其社会责任；三是利益问题：新的产业打破了旧的利益平衡尖系，在新的利益平衡尖系尚未建立和完善之前，各方有得有失，这是三个问题的核心。

许多国内外专家也多次向国家有矢部门提议要着重解决这些问题，但看起来这绝非易事，要需时间和过程。

四、矛盾一一电厂和电网的博弈
除了不靠谱，风力发电还有电价较高的问题。

例如华北电网收购中节能张北风力发电厂发出的电能的价格是每度0.54元，而收购火电的价格是大约每度0.38元。

同样的电能，风电的价格要比火电贵出不少。

而现在风电价格较高的主要原因是购置设备投入大。

要建1千瓦的发电设备，煤电要投资4000至5000元人民币，而风电要投入远超过5000元人民币。

但随着风力发电机国产化率的提高，设备投入也会降下来。

以后发电企业负担的清洁费用肯定会上升，到时风电作为清洁能源的优势
将会显示出来。

现在，日本的风电价格就低于煤电价格，因为在日本煤的成本较高。

因为风电“不靠谱"又贵，所以生产商和销售商的矛盾很明显。

现在有很多公司投资风力发电，而华北电网只是一家公司，而且风力发出的电价格较高，相比火电给电网带来的效益较少，所以其输变电系统建设一度滞后于风力发电站的建设。

但是国家规定煤电企业在
投资煤电的同时必须投资一定比例的新能源项目，所以有些煤电企业建
好风力发电站之后就放在那里，不能入网就不入，反正不指着它赚钱。

不过这种情况有了改观。

现在国家发改委统一协调风力发电和电网的建设，张北坝上地区已经建成了第一个百万伏级输变电系统，未来将要建5个这样的系统。

尽管现在我国风电的投资确实很火爆，不但央企大量投资，民间游资也大量投入这个领域。

但是现在风电未能统一电价，很多风电不能连接
到电网上，真正给广大用户供电。

制约风电发展的本质原因就是风电不稳定，电网把风电叫做“垃圾电”。

现在既然煤电发电量很稳定，电网对接收风电的积极性就不高，认为发展风电“不是自己的事”。

尽管
电网服从国家政策，也在推进针对风力发电的变电输电系统的建设，但是仍然滞后于风电的发展。

总之，现在各方都站在各自的角度，主要
考虑自己的利益，而国家的法规又滞后于事态的发展。

所以，事实上我国的风电并没有走在最健康的发展轨道上。

五、机制存在多方面问题，运行机制不畅
尽管国家出台了许多政策与法规，但在机制上任然存在很多问题，具体体现如下：
1风电的联网技术要求苛刻，高于所有电源；
2・风电机组检测机构、监测标准不独立，缺乏公正性；无论是风电还是其他可再生能源的设备，其检测特别是一些强制要求的项目检测，应由独立公正的第三方非营利公共机构来进行，任何行业均应如此。

这是保障检测公正性=权威性的前提。

而目前中国低电压穿越检测标准的起草和实施机构都是一家，而且隶属于国家电网公司，本质上缺乏公正性和权威性基础。

此外，风电机组检测机构和手段严重短缺，收费高昂；目前只有一家检测单位，检测十分繁琐耗时，造成待检设备排队周期过长，常常要等待数月之久，且更换零部件后又要重新排队待检，并且收费高昂。

3・风电场项目风功率预测预报系统误差较大；目前已建成的风电场风
功率预测预报系统精确度不高，误差常在20%左右
4、风电设备技术认证无力，有待强化；但整体上说，风电设备认证工作还处于起步阶段，技术手段和经验有待进一步提高，在国际同行内的认知度不高。

尽管在政府部门的指导和机构自身努力下，鉴衡认证中心的认证结果被美国、土耳其、澳大利亚、埃塞俄比亚、南非、厄瓜多尔、巴西和智利等国家和地区的政府、业主等采信，但是权威的建立尚需时日，仍需花大力气推动中国认证机构认证结果的国际采信工作。

5、风电有尖方角色不到位，运行机制不畅；2011年，由于中国电力发
展体制和可再生能源发展体制仍然不顺，配额制还在研究之中，风电开发商=设备制造商、电网、地方政府国家能源主管部门在风电开发中的责任没有明确清晰的规定，或有规定但也未受到应有的尊重或有排斥、逃避责任的现象未受到追究或无法追究，使有尖责任没有得到很好的履行。

这种概念模糊的情况造成风电发展产业链的各个环节如项目的核准・开发建设、电网输送和调度以及风电的消纳和消费等方面的责任也无法对接，有
空隙、缺失或不配套，造成运行机制不通畅。

而在项目发展过程中，由于有尖各方各自利益和追求不完全一致，在一定情况下表现为不同的价值取向，难以协调行动形成风电发展合力。

具体表现为：地方政府积极性高，但有追求政绩的短视；电网和调度追求经济效益，回避社会责任；风电设备追随资源扩张，造成产能过剩；开发商追求经济效益和社会效益，多方受制约。

上述责任不清♦利益不平衡、有尖各方缺乏共同的价值取向的现象，使得各方的积极努力缺乏应有的协调，大大降低了效率。

在这种情况下，国家有矢部门的行为和国家政策的执行或会受到左右、修改、歪曲甚至于掣肘，难以发挥应有的作用。

发展前景展望
我国在大规模发展风电方面有良好的风能资源条件、有广阔充足的土地资源条件、有较为成熟的风电产业基础、有分布广泛和技术较为先进的电网以及未来电网进一步完善的发展作为支撑，尤其是，中国未来持续发展的经济和今后一段时期内仍将增长的能源需求，使大规模发展
风电既是必需的，又是可行的。

国家发改委能源所与IEA共同发布的《中国风电发展路线图2050》显示：到2020年、2030年和2050年，风电装机容量将分别达到200GW・400GW和1 000GW，成为中国的五大电源之一，到2050年满足17%
的电力需求。

从近期来看，看，考虑到电网基础条件和可能存在的约束，以发展规模化风电市场、建立具有领先技术标准和规范的风电产业体系为主要目标，以陆上风电为主、近海（含潮间带）风电示范为辅，每年风电新增装机达到15GW左右，到2020年，力争风电累计装机达到200GW。

届时，在不考虑跨省区输电成本的条件下，使风电的成本达到与常规能源发电（煤电）技术相持平的水平，风电在电源结构中具有一定的显现度，占电力总装机的10%，风电电量满足5%的电力需求。

长远来看，随着风电产业的发展，风电机组及相尖产品的技术将得到进一步的提升，海上风电机组的研发工作也将进一步展开，风电机组的发电能力将会有所提高，风电场的建设成本以及运行维护成本都将有所降低。

与此同时，风电并网的相矢技术难题将被逐步解决'电网建设与运行模式也将趋于完善，电网的消纳能力和传输条件也将得到改善，风电的输送成本也将下降。

据《中国风电发展路线图2050）预测到
2030年和2050年‘风电装机规模将分别达到400GW和1 000GW , 满
足全国8.4%和17%的电力需求，成为五大电源之一，并在工业等其他领域有广泛应用。

总之，从国家的一些政策以及国家提出的2020风电发展目标可以看出中国风电市场潜力仍十分可观，前景依然看好。