新能源开发问题

一、风电开发的必要性随着中国经济的高速发展，能源需求也在快速增加，而中国能源消费结构中，煤炭、石油和天然气等化石能源占主导地位。

能源需求的快速增长和以煤炭为主的能源结构，决定了中国污染物排放等主要环保指标居高不下，从而饱受其他国家的诟病，发展清洁的可再生能源势在必行。

在所有可再生能源中，水电开发技术最成熟，但目前具备开发条件的水电项目基本已经开发、正在开发或准备开发。

风电是除了水电以外开发技术最成熟、开发成本最低的可再生能源，且随着风电设备制造水平的提高，风电建设成本大幅度降低，大规模开发的规模效益也进一步降低了风电的发电成本，正因为此，风电发展是国家可再生能源替代战略的必然选择。

二、国内外风电发展的特点1、欧美风电发展的特点欧美的风电的发展较早，占系统总装机的比例较大，但其陆上风电多数为小型风电场，靠近符合中心，主要采取小规模开发，分散接入低压配电网，这种就地消纳接入模式对电网的影响较小。

近年来开始发展的海上风电规模较大，大多采用高电压等级集中接入的送出方式，但其建设规模是以电网的接受能力为控制条件，单个海上风电规模不太大，接入并网点相对分散，这种分散接入、就地平衡后送出的接入模式对电网的影响也不大。

欧美国家电网结构较坚强，吸纳风电的能力强，风电发展较快的地区大多数位于电网的中部，因此风电集中接入对电网的总体影响相对较小。

另外，欧美在风电发展的过程中已经建立了较完善的管理体系，风电场规划、建设、运营管理制度较健全，风电设备制造技术水平较高，风电场运行管理经验丰富，风电场并网规程规范管理办法较齐全，因此欧美地区风电对电网的影响较小。

另外，须说明的是，欧美风电的发展是循序渐进、逐步展开的，其发展以技术和管理的积累为前提。

2、国内风电发展的特点中国风电资源丰富的地区大多远离负荷中心，当地电网结构薄弱，吸纳风电的能力弱，并且大多采用大规模集中开发的建设模式，单个风电场或需要集中送出的风电总装机容量规模越来越大，接入电网系统的电压等级越来越高，电力电量送出的距离越来越远，因此虽然风电占系统的总装机容量的比重较小，但由于风电场规模庞大，远离负荷中心，尤其是百万千瓦、千万千万级巨型风电基地大多位于电网的末端，风电场并网及电力送出矛盾及其突出。

另外，风电设备制造技术水平较低，风电技术规程规范缺失，管理制度不完善，因此我国风电快速发展已经对电网运行造成了巨大的影响。

中国政府制定扶持风电发展的法律法规、相关政策、规定和管理办法，通过特许权招标、核准等形式实现风电发展的宏观调控；政府主导风电以资源开发为主导的发展模式，远距离、大规模、少业主、高度集中成为中国风电发展的主要形式。

三、中国风电发展面临的困难由于风电难以起到常规电源在电力系统中调峰、调频、调压和备用等方面的作用，而且存在一些影响电力系统安排稳定经济运行的因素，因此风电与常规电源相比，差异很大，而大规模风电基地除了具有常规风力发电的共性问题外，还存在许多特殊的问题，主要包括以下几个方面：1、送出能力问题我国目前规划的风电基地容量多数是千万千瓦级，而且多数地处偏远地区，离负荷中心的距离甚至达到1000公里以上，且这些地区电网比较薄弱，设想是常规能源也存在送出能力问题，何况是随机性、波动性和间歇性很强的风电呢！以甘肃河西电网为例，其输电线路全长约为1000公里，是目前国内输电距离最长、串连变电所最多的330KV线路，受到电网结构的限制，输电能力较弱。

正常电网运行方式下，河西电网西电东送的能力仅为700MW左右，不仅无法满足酒泉陆上“三峡”风电基地的送出需要，考虑到张掖黑河等水电占用一部分电网送出能力以后，已无法满足现已建成的500MW左右的风电的送出需要。

所以，甘肃电网公司已经启动建设750KV超高压双回输电线路，但即使该线路建成投运，在加上高抗、串补等措施以提高输电能力，仍然不能满足风电送出的需要，以至于不得不另寻它途，比如再建直流输电等。

然而，当这些输电线路建设完成后，由于地理条件的特殊性和该系统的相对复杂性，不稳定的风险和控制的成本必然会提高，这些都将是面临的问题。

我国其他的风电基地同样面临这样的问题。

2、调峰调频发电、供电和用电必须同时完成的特点，决定了整个电力系统的总发电负荷必须随用电负荷变化同步调整，要求电力系统内必须有部分发电机组承担随着用电负荷变化而变化的调整能力，即发电机组的调峰能力；由于风电具有的特点，决定了风电的发电负荷难以保持稳定，更不可能与用电负荷同步变化，为了满足发供用同时完成的电力系统要求，必须有其他电源承担适应风电负荷变化要求而相应反向变化的发电负荷调整能力，因此，具有风电的电力系统除了要求满足正常负荷变化的调峰能力外，还必须满足适应风电随机性的调峰能力。

一般的火电，由于考虑机组的效率和运行的经济性，调峰能力有限，而调峰能力较强的水电，可能在风电丰富的地区（比如甘肃地区），由于水资源匮乏，因而也不具备条件，所以这是大规模风电开发面临的又一难题。

3、电力电量消纳问题在我国几个风电丰富的地区，比如说西北地区，经济状况并不是很好，工业化水平较低，对电力需求的能力较弱，而经济发达的负荷中心往往距离较远，电力传输不经济，而且各个省市考虑自身经济的增长，可能也不愿意接纳远送过来的风电，这将造成风电的消纳问题，通俗的说就是谁是风电的买家。

4、系统稳定问题高风电渗透率的电网都将面临着更大的稳定性问题挑战。

以甘肃电网为例，2010年年底将投产的5 160 MW风电主要依靠750 kV交流线路送出，1 000 km 750 kV双回线路，大概有1 600 MV〃A的线路充电功率，线路的充电功率会随线路潮流、电压的变化而变化，由于风电的随机性特点，充电功率的快速变化将对电网的系统稳定产生巨大影响。

风电规模越来越大，接入电压等级越来越高，由于风力发电的间断性，将导致输出线路的输送功率大幅度变化，进而引起线路充电功率的大起大落，电网必须具备足够的、动态的感性和容性无功调节能力，同时要求各类发电机组与电网协同调压，才可能实现电网电压的有效控制。

交流联网的整个电网的电压和频率之间相互影响，酒泉地区风电出力大幅度变化必然引起整个系统电压、频率波动，电力系统存在频率和电压稳定问题。

为了满足送出能力的要求，河西750 kV电网必须同时采取750 kV串补和可控高抗等多项最先进的柔性输电技术，另外为了适应风电机组间歇性风电的需要，风电场升压站必须安装15%～20%的动态无功补偿设备（SVC或SVG），串补、可控高抗和动态无功补偿设备等柔性输电技术在河西电网同时应用，不仅可能产生次同步谐振等问题，还需要综合研究柔性输电的控制策略问题。

由于超大规模风电场数学模型不完善，面对超大规模风电的远距离输电问题，不仅缺乏实际运行管理经验，理论分析计算的结论仍然存在不确定性，因此酒泉风电基地可能存在较大的系统稳定问题。

能否满足风电送出的需求是酒泉千万千瓦级风电基地成功与否的关键。

面对前所未有的输送能力、调峰能力、电力消纳和系统稳定等方面的一系列难题，电网企业面临着前所未有的挑战。

5、风电相关技术和管理问题我国风电产业的发展可以用“仓促应战”来形容，由于能源的问题和环境的压力，风电作为最有前途的绿色、可再生能源被推向历史的舞台。

这里不得不提的是，我国大规模风电的建设几乎是在没有任何技术和管理储备的背景下开始的，而且为了不被国外对风电产业的垄断，我国的风电产业链也几乎是在短短的几年内催生，这里很多技术并不成熟，或者没有自主知识产权，这样必将受制于人，使我国风电发展潜藏隐患。

大规模的风电场管理和发输电管理也是面临的问题。

四、中国风电发展的思考1）众所周知，2009年底的哥本哈根会议，中国的温室气体排放问题受到来至发达国家的关注，中国被推到了风口浪尖，虽然西方国家这样做有其政治目的，但不得不承认环境和能源的问题已经成为制约中国发展的重要因素，发展风电等可再生能源是无奈也是必然的选择，所以加快风电发展势在必行。

但是，凡事都有其发展的内在规律，如果忽视其存在，可能会适得其反，付出沉重的代价，风电发展也不例外。

所以，中国风电的发展不可能一触而就，必须进行必要的积累，当然积累的时间取决于主观和客观的条件。

2）统筹规划、协调发展，以风电促进电源发展。

国际上公认的火电与风电的结构比例为1.5以上，但是我国目前情况远远不能满足要求，而且也很难满足要求。

所以，必须研究合理利用风电基地当地的，特别是西北地区的丰富的太阳能资源，研究风电、太阳能发电互补的可能性，以满足风电调峰需求为契机，努力建设包括风电、火电、水电、光电等电源在内的电源基地，实现建设能源基地的发展目标。

3）超前规划，加快电网发展。

科学合理的规划电网是满足风电送出需求的前提条件。

为了适应千万千瓦级风电基地建设的要求，快速启动电网规划的修订与调整工作。

千方百计加快电网建设是解决风电送出矛盾的关键。

必须全力以赴加快风电送出工程的前期工作和电网建设。

4）争取政策，以风电促进新能源建设，减轻国家能源压力。

风电基地大部分集中在西部地区，有了稳定的大规模电源，但西北区域电网是难以满足调峰能力、电力消纳的需求，所以，必须在全国范围内统一资源，优化配臵，必须争取实行跨地区在全国范围内的资源优化配臵，提出切实可行的电力外送输电规划。

5）加大研究、建立标准、规范管理，促进风电有序发展。

为了适应风电快速发展的要求，必须建立适合大规模风电发展需要的技术标准和管理规范；加强风电场接入系统管理，统一风电机组技术标准和风电机组性能试验标准，全面提高风电运行管理水平。

利用风电基地规模大、风电机组种类齐全的特点，建立科学准确的甘肃风电场数学模型，与国内外高水平研究机构、大学广泛合作，加快大型风电基地有关的关键技术问题的研究，促进风电健康、科学发展。

太阳能电池发展概况及光伏发电的优点太阳能电池又称光伏电池，是一种能有效地吸收太阳能辐射能，并使之转变成电能的半导体器件。

它可单独地作为光探测元件，例如在照像机中使用，主要是经过串联和并联，以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。

太阳能电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样，与普通电池外观不同，它自身也不能储存电能，即没以有光时就不发电，如果晚上要用它，就要与蓄电池配合使用。

一、太阳能电池发展概况太阳能光伏发电，可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。

与太阳能发电相比，它另涉及半导体器件，既无运动部件，又无流动工质，因此，避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。

硅太阳能电池的发展，始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功，次年便被用做电信装置的电源，1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。

宇宙开发极大地促进了太阳能电池的开发。