陈浩
新疆达坂城新能风力发电有限责任公司,新疆 乌鲁木齐 830076
摘要：众所周知，风力资源属于可再生资源，并且拥有巨大的资源量，取之不尽用之不竭；近年来随着全球屡次爆发石油危机，煤炭危机等等，同时新型能源核电并不能取得重大的技术突破，实现大规模普及还有一定的距离，因此，风力发电技术正成为当前研究的主流。国内外中国科研机构，企业也开始结合风的特点制造适用于不同区域约束下的发电器材；经过几十年的发展，我国风力发电技术在优秀科研人员的指导下正不断呈现欣欣向荣的局面，风力发电也不断惠及更多的中国居民。
关键词：我国；风电发展；存在问题；对策研究
1发展风电的必要性
长期以来，我国主要依靠火力发电供应全国的电能需要，火电厂发电要燃烧大量的煤炭，并且排放出大量的二氧化碳与二氧化硫等污染气体，对环境造成了一定的污染，不利于我国环保事业的开展，同时，在资源短缺的今天，煤炭资源储量已经不多，因此我国以火力发电为主的电力结构需要作出调整。我国拥有大量的风能资源，这为我国风电行业的发展提供了天然的有利条件，发展风电对于我国能源结构的调整具有很大帮助，有助于减少我国在能源进口方面的压力，对于我国能源供应的多样性和安全性做出了积极的贡献，同时有助于减少污染气体的排放，对环境保护以及缓解全球变暖都有十分重要的意义。
2我国风电产业发展概况
2.1风电产业起步晚、发展快
欧美在现代风电发展领域起步较早，引领着现代风电产业的发展方向，风电并网是其大规模风电场的唯一应用模式。我国风电产业起步虽晚，但在政策扶持下，发展速度惊人。2005年我国出台《可再生能源法》，以法律形式要求电网公司无条件全额收购风电，使得我国风电产业出现井喷式发展。
2.2风电发展模式单一、产能浪费严重
目前，风电并网也是我国大规模风电场的唯一应用模式。而风电是一种间歇性能源，由于风速、风量的不可控因素，风电稳定性不足。不稳定的风力发电上网时，对电网的冲击很可能导致整个电网瘫痪。在没有燃气发电、水电等为其调峰情况下，风电对电网贡献率难以超过10%。我国电源结构以煤电为主，燃气、抽水蓄能等灵活电源比重小，这种电源结构在短期内难以得到实质性改变。由于各类电源的规划缺乏统筹的衔接、风电并网运行技术水平不高等原因，风电并网容量远低于装机量，造成极大的资源浪费，严重影响了发电企业的经济效益，导致风电行业的投资效益和环境效益低下。
2.3缺少基础研发投入、处于产业链低端
由于我国现代风电产业发展起步较晚，缺乏基础研究的积累和人才，风力发电机组的研发能力严重不足，处于跟踪和引进国外先进技术的发展阶段。同时，我国风电机组制造厂商缺乏自主知识产权，尤其是高端的风电技术设备，几乎被国外厂商垄断。核心技术在别人手中，限于知识产权保护，国内风电产业的大量利润以“技术专利生产许可”方式源源不断地流入外国公司。由于上述成本的叠加，规模效应并未在国内风电产业高速扩张中呈现。与此同时，获得大量利润的外国公司，利用这些资金开始新技术研发和设计，使我们始终处于产业价值链末端，风电产业发展陷入恶性循环，我国风电产业的可持续发展受到影响。
3风力发电产业的发展趋势
随着世界各国经济的发展，对能源的需求量逐年增大，而风电作为最具有开发前景的新能源和再生能源之一，已成为各国持续关注的焦点。
目前风电产业总体发展的趋势如下：
3.1单机从小容量到大容量发展。为提高风能及发电设备的利用效率，减少风电场的占地面积，使风电产业的经济利益最大化，兆瓦级大容量机组已成为发展趋势。
3.2定桨距向变桨距变速发展。风能具有随机性和爆发性的特点，当风速变化时，改变风轮的桨距角使其保持在最佳叶尖速比。以期获得风能的最大利用效率。
并且在电网发生故障时，通过调整叶轮桨距角减少风能捕获，以利于机组紧急停机或配合低电压穿越控制策略。
3.3双馈主导，直驱引领。由于双馈风机技术较为成熟、控制性能好、生产成本低等优点，已占据风电市场的主导地位。而与之相比的直驱电机，因减少了齿轮箱带来的故障隐患，提高了运行可靠性，与之相连的全功率变流技术具有良好的低电压穿越能力。因此，直驱风机及其衍生的半直驱风机将引领未来的风电市场。
3.4风电场向常规电厂发展。随着能源的短缺，新能源势必将要代替传统能源。由于风能的不确定性，如何使风电场向常规电厂那样满足电网运行的要求，及具有良好的可控可调性，还有很长的路要走。
3.5陆上发电向海上风力发电发展。随着风电机组单机容量逐渐增大，庞大的体积难以运输和风电场选址困难限制了其在陆地上的发展。海上风能资源极其丰富，风速高、对噪音要求低、大容量机组易于运输等特点，加之VSC-HVDC技术及其构成的多端直流输电技术为海上风电传输扫除了技术障碍，使其成为未来风电的一个重要发展方向。
4风电行业未来研究课题
风电产业作为最有潜力规模化和商业化的新能源之一，已受到世界各国越来越多的重视。未来的研究课题主要有：
4.1风电功率预测
风能预测是风力发电技术的一项重要分支，由于风能的随机性和波动性，加之大规模风电场并入系统后对电力系统的稳定性及电能质量产生较大影响，威胁电网运行安全。对风能进行有效的预测，有助于选择风电场址及电网调度分配备用容量。目前风能预测方法有：基于数值天气预报（NWP）的预测，即利用数值气象参数对中长期风能预测的一种较为准确方法；时间序列方法，利用一组历史风能数据即可对短期风能进行预测；人工神经网络方法，具有自学习自适应特性，应对非线性较强的模型具有良好的预测效果。风能的预测具有重要意义，将不同的预测方法组合在一起，是未来风能预测的重要发展方向。
4.2风电场中的电力电子设备及控制技术
现代风力发电技术是基于电力电子技术的快速发展，换句话说电力电子技术为风电事业的发展卯足了劲，如双馈异步发电机转子侧和网侧之间的双PWM变流器、直驱永磁同步发电机定子侧经交-直-交变换电路接入电网、基于电压源换流器高压直流输电的风电场并网技术和为满足低电压穿越所设置的电力电子装置及其控制等。因此，电力电子设备及其控制策略的研究，对于解决风力机转速控制、变流器等所产生的谐波及并网带来的各种问题具有重要意义。
4.3低电压穿越
低电压穿越在一定范围内是指应用电力电子技术解决电网发生故障时，保持风电场在一定时间内不脱网运行，并向电网提供一定的无功功率支持“穿越”这段低电压时间的能力。当电网电压降低时，风电机组通常处于被动式自我保护而从电网中解列，当风电在电网中所占比例不大时是可以接受的。然而，随着风电装机容量的不断增大，若电网故障时仍采取被动式解列运行，则在电网的故障上又加了一个扰动源，严重威胁电网安全运行，甚至导致系统解列。我国规定当电网发生故障时，并网点的电压跌至额定电压的20%，风电机组应能保证不脱网运行625ms等。目前的解决方案是改进变流器的控制策略、增加Crowbar电路或储能装置。但面对电网中的各种故障，多数方案并不满足低电压穿越的要求，对于低电压穿越技术的研究仍将是一个热点话题。
结束语
在资源短缺、环境污染十分严重的今天，发展可持续能源，寻找清洁能源成为世界各国的共识，作为一种清洁能源，风能的开发利用无疑是当前的一大热点。我国拥有丰富的风能资源，进行风能的开发与利用必定能够为我国的环保事业、可持续发展以及能源结构调整等起到十分重要的作用，在未来，我国应当不断提高自主创新能力，大力支持与管理技术创新与科研攻关，促进我国风电行业的良好发展。
参考文献：
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