郭浩
江苏海上龙源风力发电有限公司 江苏南通 226001
摘要：风能资源作为重要的清洁环保能源在全球许多地区得到广泛的开发利用，它有效减缓了对化学能源的依赖，降低了碳排放，越来越多的大型风力发电场正在不断的建立和投入运行之中。在风电场的开发建设过程中，人们相对天气条件、气候变化对风电场的影响还关注不足。在自然界中，没有取之不尽用之不竭的资源，风电场的开发利用也具有利弊。
关键词：风力发电；资源开发；利弊分析
1.风电场对局地气候要素气象变化的影响
1.1风电场上下游对比
国内外一致结论：风电场的存在使下游风速变慢。国内外一些相关的科研机构，利用数值模拟风电场的局地气候效应，通过对风电场建设前后、风电场上下游区域气象观测资料的对比分析，证实了风电场对风速的衰减效应。经过风电场运行对动量的吸收，以及风机的摩擦力作用，在风电场下游6公里处的衰减系数为0.86，下游8公里处的衰减系数为0.88，下游11公里处的衰减系数为0.90，一般在20公里左右影响渐渐减弱。影响距离还受风电场规模制约，最大可达30~60公里（除风电场的阻塞作用外）。
1.2风电场局地气温明显变化
风电场除了使下游风速减慢，还会使当地气温产生变化。通过科研机构的数值模式计算和观测实际结果基本一致。也就是说风电场运行期间，从凌晨1时至早晨7时具有增暖效应；中午13时至晚间21时则具有降温效应，而且这些效应相当明显。能够导致这种时而增温、时而降温的主要原因是风电场在运行时加强了大气的垂直混合，实际情况是夜间，稳定大气的暖层在上，冷层在下，风机的运行，加强了垂直混合，造成暖空气下行冷空气上行，近地面就变暖升温；白天则相反，不稳定大气的冷空气在上，暖空气在下，湍流混合再加上垂直混合，形成冷空气下行暖空气上行，近地面就变冷降温。这种影响取决于近地大气层的稳定度，不同的稳定度受风电场运行产生的变温效应也不同。
1.3风电场对局地气候的影响
通过分析风电场对局地风向、风速、温度、气压、湿度、降雨等气候变化，在关注风电场对局地气候影响的同时，国外一些科研机构已经利用的数值模拟技术，总结出大规模风电场建设对全球气候也有着一定影响。主要表现在两个方面，一是全球风速将可能明显减小，二是全球年平均气温将可能继续升高，加剧气候变暖，并引起其它相应的气候变化。
2.风力发电资源开发利弊
在全球变暖的大背景下，风能资源作为重要的清洁能源在全球许多地区得到广泛的开发利用，越来越多的大型风力发电场正在不断的建立和投入运行。但任何事物的发展都具有利弊，从目前来看，风能资源的有效利用缓减了对化学能源的依赖，降低了碳排放，保护了环境。在风力发电资源的开发利用建设过程中，人们更关注局地天气气候条件状况，更关注气候变化对风电场的影响，但是风电场建设是否会对大气中的气压、风向、风速、温度、湿度、降雨甚至是气候变化产生影响关注不足。很显然，大气的流动与水流的流动有相似性，但大气的流动比水流更具有不确定性（主要原因是大气边界的不确定性）。我们知道大气运动理论上是单圈环流和三圈环流，三圈环流只受太阳辐射和地球自转影响所形成的环流圈，是理想的模式。如果把大气流场比喻成一条河，那么风电场就像建在河道里的建筑物，风机就像种在河道里的树木，必然会影响到大气的正常流动，如果密度过大，布局不合理，必定会导致大气的乱流、漫滩甚至改道，后果难以预测，结果可能是灾难性的。
3.我国风力发电健康发展的策略选择
3.1合理做好风电整体发展规划
为了合理有效地利用风能资源，同时确保电网安全可靠运行，国家要根据能源发展规划，本着有序、合理的原则，确定风力发电总量规划和财政补贴总体规划，进行风力发电地理分布规划、电网建设规划和政策扶持规划。应当高度关注涉及风力发电建设的各个职能部门和工作单位的有序合作，由国家能源局牵头，在国家层面成立由多部委职能机构组成的风电产业发展的协调机构，保证各项规划和政策之间不矛盾、不冲突。
3.2合理做好电网建设规划
我国的西北、东北、华北以及东部沿海地区的风力资源比较丰富，其中西北、东北、华北大部分区域远离负荷中心，整体处于西电东输、北电南输的局面，电网建设的滞后造成了电能的巨大浪费。加强电网建设、完善电网规划是今后一项长期性的工作。电网配套设施要与建设大型百万千瓦级风电场的要求进行统一规划，利用地理信息系统、电网分布资料，结合经济评价分析，进行风能资源评价和地质条件勘探，合理布局电网送出通道。尤其是在我国西北地区还是要继续建设特高压外送线路，以及在特高压主干线附近建设区域性的环形线路，这样才能充分利用好我国西北地区充沛的风力资源。同时鼓励高耗能行业往西北等风能资源禀赋充足的地方转移，以减少对电网建设的依赖程度。此外，西部地区和北方地区的风力发电建设项目应当尽量靠近或置于国家输电干线，最大限度缓解弃风限电。
3.3加快推进资源整合形成行业良性发展格局，
降低风电成本近年来，我国风电行业历经了高速、粗放的发展阶段，已经进入行业结构优化调整期。随着市场调控与整合进程的加快，国内风电场、整机行业的集中度逐渐提高，这将促进零部件行业的加速整合。2015年，中国风电有新增装机的整机制造商为26家，大部分新增装机容量集中在少数的几家风机制造商。这26家整机制造商中，核心技术大部分通过买断国外技术来实现。但市场上风机制造商依然良莠不齐，部分厂家的风机出现了风机叶片断裂、风机主机烧毁、故障率较高等问题。为了减少此类现象，建立完善的风电产业秩序，国家应该鼓励风机制造商之间进行合作，对风机平台技术整合，通过共享平台制造优质稳定的风机，减少由于过度竞争导致的资源浪费，加快推进整机零配件通用化、国产化进程，降低研发和制造成本，最终达到降低风机成本和度电成本的目的。
3.4加快推进风力发电储能技术的发展
应用于风力发电系统的储能技术应当满足循环使用寿命长、储能密度高、耐高压冲击、适用温度范围广、无污染等特点。目前，能够适用于风力发电系统的储能技术主要有电池储能、飞轮储能、抽水储能、超导、压缩空气储能以及电容器储能等。其中电池储能需要解决电池组寿命低，无法适应剧烈的环境温度变化等问题；飞轮储能需要进一步降低储能成本；抽水储能、压缩空气储能等技术高度依赖电站所处的地理环境，因此适用范围有限；电容器储能需提高储能密度具加大关键储能材料的研发。因此，未来需要加大风电储能技术及其关键材料的研发，以适应大功率风力发电机组的应用需求。
3.5加强专业人才培养体系建设
我国风力发电产业尚未构建从设计、制造、营销、系统安装、调试及运营管理的人才培养体系，风力发电技术研发和管理人才严重不足，复合型人才更是紧缺。加强人才培养体系建设势在必行。在人才培养体系中，大学、科研院所、风电企业应承担不同的职责。如，高等职业技术学院侧重于培养风力发电企业生产制造、系统安装及调试人才；普通本科院校侧重于培养营销及运营管理人才；研究型大学和科研院所侧重于培养风电技术研发与设计人才；风电企业与大学联合培养负荷型人才和高级企业经营管理人才。
结 语：
合理的开发和论证是气候资源开发利用和风电场资源开发利用的必要前提。在建设风电场前，应请专业部门对当地风能资源蕴藏量进行评估，对勘测数据进行论证，科学合理的开发利用风能资源。
参考文献：
[1]周鹤良.我国风力发电产业发展前景与策略[J]．变流技术与电力牵引，2006(2):4-8.
[2]范红梅．世界风力发电产业现状研究与思考[J]．中国军转民，2016(1):62-66.