我国风力发电发展存在的问题及健康发展策略

宋波

摘 要：与传统的化石能源相比，风力发电的风能是一种对环境友好并且可再生的能源，世界各国都在关注并利用风力发电，风力发电的前景非常可观。我国的风力发电行业能够寻找差距、定好位置、抓住机遇，进而推动我国风电行业的大力发展。本文首先分析了风力发电机组的基本结构和工作原理，然后对风力发电发展存在的问题进行了分析，探后提出了发展的策略。

关键词：风力发电发展；问题；发展

引言

风力发电目前发展迅速，日趋成熟，越来越多的国家加大了风力发电的研究与推广，并取得了瞩目的成就，我国不但着力于陆基大型风力发电的开发，而且对于海上，区域性小风力发电设备设施，风光互补发电技术也进行了大力的开发，风力发电将成为未来绿色新能源的重要开发方向，市场前景广阔。

1风力发电机组的基本结构和工作原理

风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计，地球上可开发利用的风能约为2×107MW，是水能的10倍，只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求。典型的风力发电机组主要由风轮（包括叶片、轮毂）、（增速）齿轮箱、发电机、对风装置（偏航系统）、塔架等构成（图1）。其工作原理为：风以一定的速度和攻角流过桨叶，使风轮获得旋转力矩而转动，风轮通过主轴联接齿轮箱，经齿轮箱增速后带动发电机发电。

由于风力发电机组频繁起停，风轮转动惯量又很大（大型风力发电机组的单个叶片重达数吨），故风轮的转速设计值较低，通常为20～30r/min（機组容量越大，转速越低）；另一方面，为了限制发电机的体积和重量，其极对数较少，故在风轮与发电机间通常设置增速齿轮箱，将风轮输入的较低转速增速到1000～1500r/min以满足发电机所需。

2风力发电系统的基本结构和工作原理

风力发电系统从形式上有离网型、并网型。离网型的单机容量小（约为0.1～5kW，一般不超过10kW），主要采用直流发电系统并配合蓄电池储能装置独立运行；并网型的单机容量大（可达MW级），且由多台风电机组构成风力发电机群（风电场）集中向电网输送电能。另外，中型风力发电机可并网运行，也可与其它能源发电方式相结合（如风电-水电互补、风电-柴油机组发电联合）形成微电网。并网型风力发电的频率应保持恒等于电网频率，按其发电机运行方式可分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两大类。恒速恒频风力发电系统具有电机结构简单、成本低、可靠性高等优点，其主要缺点为：运行范围窄；不能充分利用风能（其风能利用系数不可能保持在最大值）；风速跃升时会导致主轴、齿轮箱和发电机等部件承受很大的机械应力。变速恒频风力发电系统，其主要特点为：低于额定风速时，调节发电机转矩使转速跟随风速变化，使风轮的叶尖速比保持在最佳值，维持风电机组在最大风能利用率下运行；高于额定风速时，调节桨距以限制风力机吸收的功率不超过最大值；恒频电能的获得是通过发电机与电力电子变换装置相结合实现的。风力发电原理目前已经获得了巨大的进步，并且实现了风力发电应用，得到了全世界范围的认可和使用，这与风力发电本身具有的先天优势是分不开的。

3风力发电发展存在的问题

（1）风能资源的评估不缜密

我国的风力发电中进行资源集中管理的基础是评估并且制定风力发电的规划，国家电力网络建设规划以及风能资源集中管理。当前我国有关机构所开展的风力能源评估已经落后于现在大部分风力发电场项目，开展新一阶段现有的与风力发电有关的相关资料的整理与新的调查与评估，对陆地与近海风力进行检测，在笔者看来是非常有必要的，还可以同时开展对现有风力发电场的产能检测与长期规划。

（2）现有的国家电力网络与风力发电的发展不协调

现阶段我国电力网络设施的管理与运营和风力发电的协调性不够完美，电力网络关于风力发电场接入电网的工作没有做好，国家电网的发展规划不能很好的顾及到风力发电场的发展，这就需要政府完善相关的管理办法来促进风力发电场与国家电网的协调，以此来保证电力运输工作的顺利开展。

（3）我国电价需要调整

风力发电项目的亏损，最重要的原因在于电价的高低。不管是哪种电力价格制定方式，政府都必须进行强有力的规范引导，对风力发电的项目给予必要的优惠政策。当前的风力发电电价过低，打压了投资方的利益，严重影响了整个项目的工程质量，对整个生态圈的建设产生了不良影响。

4相关问题的解决策略

（1）明确我国风力发电的发展目标。改变视角，转换到战略层面，未来我国风力发电的重要目标是促进风力发电设备制造企业的自主创新，促进产业的转型升级，全力降低本国的风力发电设备制造的成本，加快贫困地区的发展。（2）总结特许权。进行风力发电项目的全面总结与反思，结合过去我国风力发电项目，逐渐的进行电价的改革，或者在某些地区，施行区间电价策略，把电力价格进行稳定。（3）相关设备制造企业进行转型升级。我国风力发电设备制造企业必须紧紧抓住现有的市场资源，对国外的先进风力发电技术进行消化吸收，开展产品的国有化进程。在积累了足够的经验后，加快开展风电设备的自主研发，以此来降低风电的成本，保证风电投资商获得足够的利润，并且有信心进行二次投资，促进我国风力发电的快速发展。（4）逐步协调电网与风力发电项目。发展风力发电项目必须要和地区的经济发展情况相协调，在缺乏能源的沿海地区大力开展风力发电项目，而风力资源充足的西部，随电网容量的扩充，也要大范围开展风力发电项目。（5）为风力发电企业提供融资便利。从往年来看，我国在风力发电这个项目的发展过程中，投资不是很多，这和我国的第二经济体比起来，严重不符合。从现在起，不但国家要加大对风力发电相关企业的帮扶，企业还要进行多种渠道的融资，可以进行法律允许的资产重组、发行债劵、股票、贷款等形式，获得更大的发展空间，促进风力发电场的建设工程顺利开展。（6）进行规模发展与分散开发的融合。用风力发电的项目来带动一个地区的产业化进程，假设建成了多个100万kW的超大型风力发电场。而另外的一个发展潮流就是进行分布式开发风电项目，就好像德国并不存在10万kW级别的风力发电场，然而这个国家的风力发电总的产能已经达到了惊人的1800多万KW。所以，结合地区实际情况，充分利用中小型的风力发电场，完全可以考虑进行农村分散式布网。

结束语

在众多的新能源应用开发过程中，风力发电作为重要的能源来源被当今众多的国家开发和利用，风力发电具有重要的再生性、清洁性。在能源利用逐年增加的当今世界，风力发电越来越被世界各国重视，对风力发电需求正逐年的增加，在风力发电技术上相应的也需要技术能力的同步发展，以适应风力发电发展的技术支持。我国的风力发电技术已经逐渐成熟完善，具有深厚的市场发展潜力，只要国家大力扶持，企业积极进行技术创新，我国的风力发电产业生态圈将会更加完善，对环境保护做出更大的贡献。

参考文献

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