我国风电的SWOT分析及发展规划

林绿浩，胡晓曦，李子萧，熊 彬

（长沙理工大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 410004）

在日本核危机出现之后，世界各国将会越来越注重对水能以及风能、太阳能、生物质能等清洁能源的开发和利用。风电作为具有较强经济竞争力的可再生能源发电技术[1]，不仅在能源安全和提高能源使用率方面扮演着重要角色，而且在控制环境污染和减少温室气体排放等方面发挥不可或缺的作用。2010年我国新增风电装机容量1892万kW，增长率为73.3%，累计风电装机容量4473万kW，新增和累计风电装机容量双居世界第一位[2]。但是，同欧美等国家相比，我国的风电发展还存在诸多问题亟需进一步解决。本文通过运用SWOT分析方法[3]，对我国风电的内部S（Strength，优势）和W（Weakness，劣势）进行分析，认清我国风电自身的特征，发挥优势力量，努力克服劣势因素；同时兼顾外部环境的O（Opportunity，机遇）和T（Threat，挑战），抢抓机遇，避免风险，揭示宏观环境下我国风电的科学发展规划。

1 自身拥有的优势（S）

1.1 节能减排

除水电外，风电与其它形式的发电方式相比，具有明显的优势。风能是一种清洁、可再生、无污染的绿色能源，原料源源不断并且采集成本低，生产过程极其清洁，无污染气体排放，保护生态环境，具有显著的节能减排效益。例如，2010年内蒙古风电发电量为199.24亿kW·h，同比上年增长103%，相对于燃煤机组，减少二氧化碳排放量约1950万吨，减少二氧化硫10万吨，节约标煤约700万吨，节水896万吨，对改善当地大气环境有积极的作用，也为当地节能减排做出了重要贡献。

1.2 风能储量丰富

我国风能资源十分丰富，而且集中分布在东北、西北、华北（三北）和东部沿海地区，具备大规模、基地式开发的潜力。中国气象局第三次风能资源普查结果显示，我国陆地10米高度层风能储量为40亿kW以上，其中技术可开发量近3亿kW。2006年，国家气候中心采用数值模拟方法对我国风能资源进行了评价，结果显示，在不考虑青藏高原的情况下，全国陆地10米高度层风能资源的技术可开发量为25.48亿kW，大大超过第三次全国风能资源普查结果[5]。

根据我国风能资源分布特点，提出建设“风电三峡”的宏伟构想。目前已分别在甘肃、新疆、河北、吉林、蒙古、江苏、山东7个风能资源丰富的省区，规划建设8个千万千瓦级风电基地，如图1所示。其中甘肃酒泉地区第一个千万千瓦级风电基地一期工程已全面完成。

图1 我国风能资源和千万千瓦级风电基地规划分布

2 客观存在的劣势（W）

2.1 平均风速偏低

根据美国国家航空航天局（NASA）2004年所作的调查，世界年平均风速分布如图2所示[4]。风电机组的出力与风速有很大的关系，而我国风能的平均风速低于世界平均水平。

图2 世界年平均风速分布图

2.2 并网运行困难

由于风电具有随机性、间歇性等特点，从理论分析和实际运行情况看，风电并网对系统电压、频率和稳定性等都会产生一定影响，具体影响情况见表1[5]。

表1 大规模风电并网对电能质量及电力系统安全的影响

我国风电大规模、集中开发，远距离、高电压输送的独有特点，会给传统电力系统带来调频、调峰、运行控制等问题[6]。其中调峰问题是制约我国风电大规模并网的主要矛盾之一，而电源结构不合理是导致调峰困难的根本原因。我国电源结构以燃煤发电为主，调峰性能好的水电、燃油发电、天然气发电的装机容量不足20%，风电的大规模开发，将进一步加剧电源结构不合理，从而增加电网调峰压力。

2.3 低电压穿越能力不足

低电压穿越能力是指在电网运行中，系统出现扰动或远端（近端）故障而引起局部电压瞬间跌落的情况下，不脱离电网而继续维持运行，甚至还可以为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。一般情况下，火电、水电等常规机组均可通过快速调节励磁，提供电压支撑，保持系统低电压期间机组的可靠联网运行而不脱网。由于我国的风电机组未配备快速无功补偿装置和相应控制系统，大部分不具备低电压穿越能力，而风电机组的低电压穿越能力在德国、英国等均有严格的要求。2011年上半年，分别在甘肃酒泉、瓜州和河北张家口发生三起由于风电机组不具备低电压穿越能力，导致大量风电脱网的事故。

3 抢抓当前的机遇（O）

3.1 国家政策积极扶持

风电产业是我国实现可持续发展战略的重大规划，政府出台多项扶持政策，大力推进风电产业的发展。2006年颁布的《可再生能源法》设立专项资金，通过减免税收、鼓励发电并网、优惠上网价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策，倡导发电企业和消费者积极参与可再生能源发电，并要求电网企业全额收购符合标准的可再生能源电量，为风电的全额上网提供方便，降低对风电征收的增值税率，并适当减免企业所得税。

《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》规定，对满足支持条件企业的首50台风电机组，按每千瓦600元的标准予以补助，其中整机制造企业和关键零部件制造企业各占50%[7]。此次财政补贴对我国风电设备行业的快速发展具有重要的意义，必将大力促进我国风电设备技术的成熟和完善。《电力工业“十二五”规划研究报告》提出“十二五”期间电源的投资约为27500亿元，占全部电力投资的52%，到2015年风电装机容量将达到1亿kW。

3.2 风电技术成熟

在可再生能源发电技术中，风电技术是除水电之外最成熟的。欧美等国经过二十几年持之以恒的努力，使得风电技术有了较大的突破，初步实现了大型化、规模化发展[8]，风电最大单机容量从上世纪八十年代初的50kW上升到2005年的5MW。2011年5月由我国华锐风电科技集团自主研发的首台6MW风电机组正式出产，这是目前中国单机容量最大的风电机组，标志中国风电机组大型化进入了一个新的阶段。在风电技术发展的同时，风电机组的价格也在持续下降。2007年年初国外风机报价在7000元/kW以上，国内为6700元/kW；到2010年6月，国外风机报价已经降至5600元/kW，国内则降至4600元/kW左右[9]。

3.3 建设坚强智能电网

建设智能电网将为我国风电发展提供坚强平台[10]。与欧美智能电网建设偏重配电网相比，中国智能电网建设包括电力系统的发电、输电、配电、用电和调度各个环节，将电网建设成为智能广域机器人（smart wide area robot,Smart-WAR），也就是具有“多指标自趋优运行能力”的电网[11]。坚强智能电网一方面能够解决大规模风电源接入带来的电网安全稳定运行问题，有效提高电网接纳风电的能力；另一方面可为远离负荷中心的清洁能源规模化、集约化开发提供输出条件[12]。

4 所要面临的挑战（T）

4.1 核心技术国外垄断

虽然我国的风电设备制造业发展迅速，但是由于我国风电事业起步较晚，风电技术研发和设备制造能力与风电发展水平不匹配，风机的核心技术仍然掌握在丹麦、美国、德国等发达国家。目前我国风电机组整机制造商有80多家，但是缺乏核心技术和高端产品，如轴承、电控系统等关键零部件技术都受到国外控制，国内企业多是购买国外技术，而不具备整机设计能力。

4.2 风电消纳能力不足

我国风能资源和电力需求分布存在较大的不平衡性和区域差异性，风能资源主要集中在“三北”等偏远地区，远离负荷中心。同时受当地电力负荷发展水平、电源结构、电网建设规模等条件的限制，风电消纳能力不足。根据国家电网公司发布的《国家电网公司促进风电发展白皮书》，截止到2011年3月底，公司经营区域内风电并网容量为3316万kW，至少有四分之一的电能并没有被电网消纳，如果将未消纳的电能利用储能装置进行存储，就会带来更多的成本和安全问题。

4.3 风电与电网发展不协调

与风电的发展速度相比，电网的发展相对滞后，我国风电主要采用集中式开发，接入大电网，与欧美的分布式接入电网模式有较大区别，电网调度问题也还没有达到大规模风电接入的要求。2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》对未来风电的规模进行了预测，到2010年全国风电总装机容量达到500万kW，到2020年全国风电总装机容量将达到3000万kW。而截止到2010年年底，我国的风电装机容量已经达到4473万kW，远远超出预期值。另外，对风电的消纳和输送缺乏统一规划，出现了“重发轻供”的现象。导致风电与电网建设呈现出不协调、不匹配发展。

5 我国风电的发展规划

我国风电的前景广阔，发展潜力巨大。随着风电技术的不断成熟，我国风电将又有一个新的飞跃。为了促进风电的可持续发展，应该在技术、经济、政策和管理等方面做出更大的努力。

5.1 加强统一规划，促进风电与电网协调发展

积极推进我国“一特四大”战略的实施，建设以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网，为风电的发展提供坚实的平台。加强我国电力的统一规划，全国规划与地方规划有机结合，坚持风电与电网协调发展的规划原则，通过风电发展规划的送出需求合理调整电网规划建设，形成风电电源与电网规划建设互动的协调机制，确保风电与电网协调、同步发展。

5.2 完善国家能源政策，优化风电资源配置

深刻解读国家风电政策，积极主动配合国家有关部门制定风电接入电网的相关战略和政策。其中，落实风电消纳问题是解决风电发展的关键，将消纳风电作为国家能源战略的重要组成部分，按照国家能源安全和能源资源的优化配置要求，倡导全国电力市场消纳风电。由于风电具有随机性、间歇性等特点，大规模风电与其它配套电源协调建设才能提供稳定的外送电源。因此，将风电与配套的火电打捆外送能够提高输电系统的经济性和安全稳定性。

5.3 提升风电设备制造企业自主创新能力

我国风电产业做大做强的关键是提升风电设备制造企业的自主创新能力。应建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系，加大扶持力度，加快制定行业技术标准和规范，搭建公共技术服务平台，建立健全自主创新人才支持系统，多举措提升我国风电设备制造企业的自主创新能力[13]，创建拥有自主知识产权的产品。

5.4 进一步制定和完善风电技术标准

国家应尽快制定风电设备制造和风电场规划、设计、建设、运行、管理的相关标准，及时修订风电场安全、运行、检修等规程。制定像欧美那样明确、严格的风电接入电网的技术标准，引导风电场应具备在线有功、无功调节能力或低电压穿越能力等功能，风电机组必须具备适应电网运行要求的功能。建立强制性的风电并网认证和检测制度，完善并网检测认证体系，对并网风电机组实行强制检测认证，确保电网的安全稳定运行。

5.5 加强风电并网监管，促进风电健康发展

国家电力监管部门要重视风电场与电网的相互影响，加强监管力度，制定风电场并网安全性评价管理办法和风电场并网安全性评价标准，严格按照相关标准执行风电场并网安全性评估。国家发改委对大型风电场的申报项目应进行严格核准和慎重审批，要统一规划，促进风电协调、健康发展。

[1]李俊峰, 施鹏飞, 高虎. 中国风电发展报告2010[M]. 海口:海南出版社, 2010.

[2]中国可再生能源学会风能专业委员会. 2010中国风电装机容量统计[EB/OL]. (2011-03-18) http://www.cwea.org.cn/circular/display_info.asp?cid=163 .

[3]丁宁. 企业战略管理[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005.

[4]肖创英. 欧美风电发展的经验与启示[M]. 北京: 中国电力出版社, 2010.

[5]风电发展情况调研组. 我国风电发展情况调研报告[EB/OL]. (2009-05-12) http://www.serc.gov.cn

[6]张丽英, 叶廷路, 辛耀中, 等. 大规模风电接入电网的相关问题及措施[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(25): 1-9.

[7]曹建萍. 国内风电设备制造业将迎来又一发展高潮[J].电器工业, 2008(11): 17-18.

[8]时璟丽. 世界风电发展形势及我国风电制造业面临的机遇[J]. 可再生能源, 2009(3): 1-3.

[9]张文宝, 王友. 风电场不同机组技术经济性的分析[J].能源技术经济, 2011, 23(3): 46-48, 58.

[10]宋永华, 杨霞. 以智能电网解决21世纪电力供应面临的挑战[J]. 电力技术经济, 2009, 21(6): 1-8.

[11]卢强, 戚晓耀, 何光宇. 智能电网与智能广域机器人[J].中国电机工程学报, 2011, 31(10): 1-5.

[12]吴鹏, 单葆国, 葛旭波, 等. 坚强智能电网——服务国家碳减排目标[J]. 能源技术经济, 2010, 22(6): 9-13.

[13]王宇露. 论我国风电设备制造企业的自主创新能力提升[J]. 能源技术经济, 2011, 23(3): 63-67.