楊冬玉

【摘要】風(fēng)能作為一種清潔可再生能源，將在新能源發(fā)電中扮演重要的角色。本文對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀、發(fā)展進程，利用風(fēng)能發(fā)電的優(yōu)越性，以及我國風(fēng)力發(fā)電存在的問題進行了探討。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電；現(xiàn)狀；問題分析

人類對自然世界的不懈探索及對創(chuàng)造革新的不斷追求驅(qū)動著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，巨大的經(jīng)濟價值隨之而生。人類生活方式因為經(jīng)濟發(fā)展而改變，造成能源的開發(fā)利用不斷增加。維持社會的穩(wěn)定發(fā)展不能缺少能源消耗，經(jīng)濟發(fā)展是能源高效充足供應(yīng)的衍生物。一百多年以來，因不可再生能源，如石油、煤炭、天然氣等的過度開采消耗，使得各國發(fā)展的主要限制條件變?yōu)槟茉磪T乏和環(huán)境污染。在未來，只有采取可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)利用新能源，才能讓人類文明得到新發(fā)展。

風(fēng)能由太陽能轉(zhuǎn)化，風(fēng)能占太陽輻射至地球能量的2%。由風(fēng)車磨坊到風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)能使用的變化，體現(xiàn)著科學(xué)的發(fā)展。風(fēng)能是清潔能源，風(fēng)力發(fā)電是運用風(fēng)能最高效的措施。地球上水流的能量比風(fēng)能少，各類固體液體燃料之和也不及風(fēng)能多。在利用新能源的過程中，風(fēng)能依靠著建造速度快，環(huán)境條件少，使用效率高等優(yōu)勢受到全球各個地區(qū)的重視。

一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

在第二次工業(yè)革命完成之后，北歐地區(qū)出現(xiàn)首個現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機，而直到20世紀80年代，風(fēng)力發(fā)電機組的電氣控制才能夠?qū)崿F(xiàn)。近幾年，全球風(fēng)力發(fā)電邁入飛速進步推廣時期，在褪去技術(shù)上的稚嫩，突破使用上的桎梏后，歐美各國不斷頒布可持續(xù)能源獎勵機制，促使目前風(fēng)力發(fā)電行業(yè)生機勃勃，其前景不可估量。美國和加拿大是西半球的發(fā)達國家，雄厚的資金實力和新鮮的獎勵刺激使其成為風(fēng)能利用最佳的地方。美國各州有6成以上開始利用風(fēng)能資源，其風(fēng)力發(fā)電的總裝機容量可以供應(yīng)160萬個中等家庭的日常用電。

西班牙在本土安裝的風(fēng)電機組，配置中速齒輪箱和永磁同步發(fā)電機及全功率變流器，可以使機組低功率運行，提高利用率；配置多變量控制系統(tǒng)配合獨立葉片變槳控制，能夠降低機組荷載，延長服務(wù)壽命。美國制造巨擘GE推出的機型，使用最新的功率變流器結(jié)構(gòu)，在控制上研發(fā)出“動態(tài)無功控制 （Wind-VAR）”，能向電網(wǎng)提供無功并穩(wěn)定電壓。歐洲發(fā)展和應(yīng)用全功率變流并網(wǎng)技術(shù)，提高風(fēng)能利用范圍，改善電能質(zhì)量。

站在控制和運行這兩個角度看風(fēng)電技術(shù)的進展，能把風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分成變速恒頻和恒速恒頻。在風(fēng)電發(fā)展起始階段多使用恒速恒頻風(fēng)力機，其定槳距角的控制策略造成的低利用率已成為最大短板，不能匹配目前的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進程。

風(fēng)力的隨機及不可控和電網(wǎng)嚴格要求的安全運行在本質(zhì)上是矛盾的。由此，在目前和未來的設(shè)計規(guī)劃中，應(yīng)該通過分析風(fēng)電電源特性、預(yù)測評估風(fēng)電對電網(wǎng)的影響，全面提升既有電網(wǎng)的風(fēng)電接納能力，促使此矛盾在安全運行的界線內(nèi)實現(xiàn)最佳調(diào)解。

二、我國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)能資源在我國非常豐富。中國氣象局于2010年首次公布中國風(fēng)能資源研究重要成果：中國海、路距地50米以上的高度，風(fēng)速達3級以上，風(fēng)力資源的潛在可開發(fā)量約為25億千瓦。與世界其他國家的風(fēng)電資源比較，中國與美國不相上下，大大多于丹麥、英國與德國。近幾年，中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢迅猛，我國已成為世界上新增和累計風(fēng)電裝機容量最多的國家。我國幅員遼闊，尚有巨大風(fēng)能資源等待開發(fā)。約占全國一半的潛在風(fēng)能資源開發(fā)量在內(nèi)蒙古，在規(guī)劃的風(fēng)電場建成后，其發(fā)電量接近三峽水利樞紐工程總發(fā)電量的30%。甘肅省酒泉市計劃中的千萬千瓦級特大型風(fēng)電基地，等到所有潛力發(fā)掘后，其總裝機容量規(guī)?？梢苑Q為“路上三峽”。

三、我國風(fēng)電發(fā)展存在的問題

風(fēng)在自然界一直處于變化狀態(tài)，在不同年份其特征并不相同，一個地區(qū)少風(fēng)年與多風(fēng)年的風(fēng)能相差甚遠。因此，評估某地的風(fēng)力資源潛力，沒有長期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為參考，其趨勢特點必定是不可信的。目前，我國的測風(fēng)資料已經(jīng)跟不上風(fēng)電設(shè)備的發(fā)展方向，并不能完全提供風(fēng)電場的需求。

風(fēng)電場的建設(shè)風(fēng)生水起，但同時，有些建成的風(fēng)電場已被荒廢，使用率太低。風(fēng)電“發(fā)得出，送不出”的抱怨已是普遍現(xiàn)象，初步統(tǒng)計，我國有30%的風(fēng)電裝機并網(wǎng)項目處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成昂貴設(shè)備浪費。風(fēng)電發(fā)展受到掣肘的最主要因素是上網(wǎng)問題。電網(wǎng)企業(yè)無條件接收風(fēng)電入網(wǎng)是國家的政策，但實行下來，電網(wǎng)企業(yè)有苦難言。一個制約風(fēng)電上網(wǎng)的重要原因是風(fēng)電波動大，對電網(wǎng)形成沖擊。

風(fēng)電的間歇性和不穩(wěn)定性在并入電網(wǎng)后會沖擊電網(wǎng)，令電能質(zhì)量惡化。為了讓風(fēng)電能達到入網(wǎng)條件，使入網(wǎng)的電盡力穩(wěn)定，電網(wǎng)運營商需增加額外的調(diào)峰設(shè)備，而這肯定會提高企業(yè)的投資，企業(yè)積極性低也就可以理解了。“上網(wǎng)難”最后還是歸因于風(fēng)電沒有規(guī)劃、野蠻開發(fā)。

四、結(jié)語

風(fēng)能作為清潔的可再生能源，具有大規(guī)模開發(fā)、利用的前景。文章對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀進行分析，并對我國風(fēng)電發(fā)展中存在的問題進行闡述。雖然我國的裝機容量在不斷增加，但是與發(fā)達國家相比，我國的風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展仍然存在著一定的差距。在今后對風(fēng)電的規(guī)劃和投資中，還應(yīng)做到因地制宜。

參考文獻

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