風(fēng)能發(fā)電

　　風(fēng)電：是風(fēng)能發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)稱。屬于可再生能源，清潔能源。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的重要形式，風(fēng)

　　風(fēng)電

　　能是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發(fā)展清潔能源是世界各國的戰(zhàn)略選擇。風(fēng)電技術(shù)裝備是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，世界各國紛紛采取激勵(lì)措施推動(dòng)本國風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)發(fā)展，目前，我國風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)已經(jīng)取得較大成績，金風(fēng)、華銳等一批代表國際水平的風(fēng)電裝備制造企業(yè)是中國風(fēng)電發(fā)展的生力軍，據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年末我國風(fēng)電裝機(jī)容量躍居世界第一。

　　甘肅酒泉市的千萬千瓦級(jí)超大型風(fēng)電基地為我國最主要的風(fēng)電基地、

　　風(fēng)電整機(jī)組

　　風(fēng)電整機(jī)組制造的發(fā)展趨勢(shì)

　　風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量持續(xù)增大

　　大容量機(jī)組能夠降低風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著技術(shù)的成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)朝著提高單機(jī)容量，減輕單位千瓦重量，提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。近年來，世界風(fēng)電市場(chǎng)中風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量持續(xù)增大，2012年我國單機(jī)容量最大的風(fēng)電機(jī)組達(dá)6MW。

　　變槳距功率可調(diào)節(jié)型機(jī)組發(fā)展迅速

　　由于變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)，近年來在風(fēng)電機(jī)組特別是大型風(fēng)電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。大多數(shù)風(fēng)電機(jī)組開發(fā)制造廠商，都開發(fā)制造了變槳距風(fēng)電機(jī)組。

　　變速恒頻技術(shù)得到快速推廣

　　隨著風(fēng)電技術(shù)以及電力電子技術(shù)的進(jìn)步，大多風(fēng)電機(jī)組開發(fā)制造廠商開始使用變速恒頻技術(shù)，并結(jié)合變槳距技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)出了變槳變速風(fēng)電機(jī)組，并在市場(chǎng)上快速推廣和應(yīng)用。2004年和2005年，全球所安裝的風(fēng)電機(jī)組中，有92%的風(fēng)電機(jī)組采用了變速恒頻技術(shù)，而且這個(gè)比例還在逐漸提高。

　　無齒輪箱風(fēng)電機(jī)組的市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大

　　無齒輪箱的直驅(qū)方式能有效減少由于齒輪箱問題而造成的機(jī)組故障，可有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和壽命，可大大減少維護(hù)成本，受到了市場(chǎng)的推崇。目前接近40%左右。

　　全功率變流技術(shù)興起

　　近年來，歐洲ENERCON、WINWIND等公司都發(fā)展和應(yīng)用了全功率變流的并網(wǎng)技術(shù)，使風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)的調(diào)速范圍可從0到150%的額定轉(zhuǎn)速，提高了風(fēng)能的利用范圍，改善了向電網(wǎng)供電的電能質(zhì)量。ENERCON公司還將原來對(duì)每個(gè)風(fēng)電機(jī)組功率因數(shù)的分散控制加以集中，由并網(wǎng)變電站來統(tǒng)一調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的有源功率因素校正和諧波補(bǔ)償。全功率變流技術(shù)成為今后大型風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的一種新模式。

　　中國風(fēng)電

　　近年來，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)喜人。1986年，我國山東榮成建成了第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝了3臺(tái)55kW風(fēng)電機(jī)組。自此之后，全國各地陸續(xù)建設(shè)了一批風(fēng)電場(chǎng)。圖1為2001年以來我國風(fēng)電裝機(jī)容量增長率。由圖可見，進(jìn)入21世紀(jì)之后，我國風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)高增長。截至2007年底，我國共建成158個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，累計(jì)裝機(jī)容量為6030MW，超額完成了原定5000MW裝機(jī)容量的計(jì)劃目標(biāo)。2008年底風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到12500MW，提前兩年實(shí)現(xiàn)了2010年風(fēng)電裝機(jī)10000MW的目標(biāo)，躍居亞洲第一，世界第四。一年新增6500MW，成為世界上風(fēng)電裝機(jī)增速最快的國家之一，2020年有望達(dá)到一億千瓦。在風(fēng)電技術(shù)裝備方面，大連華銳3MW海上風(fēng)電機(jī)組近期順利安裝，這是目前我國最大單機(jī)容量風(fēng)電機(jī)組。此外，通過一系列國家支持計(jì)劃、科技攻關(guān)和技術(shù)引進(jìn)，我國基本掌握了兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組制造技術(shù)，國產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)占有率達(dá)到了69%，初步形成了生產(chǎn)葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)等主要部件的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　風(fēng)力發(fā)電

　　盡管我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展成績顯著，但也面臨諸多問題。我國風(fēng)力發(fā)電起步于20世紀(jì)80年代初，主要是滿足廣大牧民生活用電的要求，研制離網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，單機(jī)容量為幾十瓦至幾百瓦，例如：太原汾西機(jī)器廠制造的FD2-150，葉輪直徑2米，輪轂高度5.5米，切入風(fēng)速3米/秒，額定風(fēng)速7米/秒，額定功率150瓦。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)采取技術(shù)引進(jìn)、消化吸收的技術(shù)路線，先后引進(jìn)了丹麥55千瓦（1986年）和120千瓦失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在此后的十幾年里，并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)展緩慢，大多數(shù)風(fēng)電企業(yè)的設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)受制于國外，風(fēng)電系統(tǒng)人才培養(yǎng)幾乎空白。

　　同時(shí)，單機(jī)容量和風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模大幅增大之后，在研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、規(guī)劃、并網(wǎng)和電網(wǎng)管理等方面都存在較高難度的技術(shù)瓶頸，在目前高速發(fā)展（裝機(jī)容量）的情況之下，急需冷靜分析存在的問題，盡力避免出現(xiàn)宏觀上、規(guī)?；头较蛐缘氖д`。為此，本報(bào)告著重分析風(fēng)電技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量控制以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)問題，力圖為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2011年底，中國累計(jì)裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到62.3GW。預(yù)計(jì)到2012年底，累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到80GW。盡管當(dāng)前受到中國當(dāng)前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)調(diào)整政策的影響，中國風(fēng)電市場(chǎng)的年增長率將經(jīng)歷一個(gè)相對(duì)降低的時(shí)期，2020年總裝機(jī)容量將達(dá)到179GW，但這并不會(huì)影響中國風(fēng)電的長期發(fā)展。“在超前情景下，中國風(fēng)電發(fā)展仍會(huì)保持一個(gè)較快的速度：2015年累計(jì)裝機(jī)達(dá)到134GW，2020年累計(jì)裝機(jī)達(dá)到230GW，2030年新增裝機(jī)達(dá)到33GW，累計(jì)裝機(jī)接近500GW，將首次超過經(jīng)合組織歐洲397MW的規(guī)模，僅次于經(jīng)合組織北美地區(qū)666MW的預(yù)期。

　　發(fā)展?fàn)顩r

　　中國目前的風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模世界第一，預(yù)計(jì)2012年年底風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)將超過6000萬千瓦，發(fā)電量超過1000億千瓦時(shí)，成為繼火電、水電之后的我國第三大電源。

　　近年來全球風(fēng)電發(fā)展迅速，已有70多個(gè)國家建有商業(yè)運(yùn)營風(fēng)電場(chǎng)。2011年底全球風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2.38億千瓦，當(dāng)年新增4000萬千瓦。在歐洲風(fēng)電占到電力供應(yīng)的6%，丹麥風(fēng)電占到本國的28%，西班牙占到16%。歐洲提出2020年風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2.3億千瓦，德國提出2020年可再生能源發(fā)電占到電力消費(fèi)35%，其中50%來自風(fēng)電。中國風(fēng)電在經(jīng)歷了連續(xù)數(shù)年高速增長后，開始面臨瓶頸，發(fā)展速度放緩。“十二五”期間，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將迎來結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要機(jī)遇。國家能源局副局長劉琦在2012年11月15日表示，黨的十八大提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，積極開展可再生能源消費(fèi)革命，建設(shè)美麗中國，風(fēng)電在中國仍具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)空間。

　　根據(jù)風(fēng)電第一紙媒《風(fēng)能世界》雜志撰文：我國風(fēng)電裝機(jī)連續(xù)4年翻番，風(fēng)電裝機(jī)容量世界排名由2008年的第四名升至第三名。2009年底，全國共建設(shè)423個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，總?cè)萘窟_(dá)2268萬千瓦，約占全國發(fā)電裝機(jī)的2.6%。2010年，我國風(fēng)電規(guī)模已經(jīng)位居世界第一。按照國家風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，2020年，我國風(fēng)電裝機(jī)容量有望達(dá)到1.5億千瓦。

　　截至2009年底，我國風(fēng)電累計(jì)發(fā)電量約為516億千瓦時(shí)，按照發(fā)電標(biāo)煤煤耗每千瓦時(shí)350克計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)煤1806萬噸，減少二氧化碳排放5562萬噸，減少二氧化硫排放28萬噸。[1]2010年，我國風(fēng)電新增裝機(jī)超過1600萬千瓦，累計(jì)超過4000萬千瓦，“雙居”世界第一。

　　從國家電網(wǎng)公司了解到，2012年6月，我國并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到5258萬千瓦，超過美國成為世界第一風(fēng)電大國。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國風(fēng)電用5年多時(shí)間走過了發(fā)達(dá)國家15年的發(fā)展歷程，大電網(wǎng)運(yùn)行大風(fēng)電的能力進(jìn)入世界領(lǐng)先水平，為我國搶占新能源戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)、應(yīng)對(duì)全球氣候變化等作出突出貢獻(xiàn)。

　　國內(nèi)并網(wǎng)難、產(chǎn)能過剩

　　國內(nèi)并網(wǎng)難、產(chǎn)能過剩，國外又遭“雙反”，艱難處境中的風(fēng)電行業(yè)看似投資大勢(shì)已去，但事實(shí)卻并非如此。昨日，在2013中國國際節(jié)能服務(wù)洽談會(huì)上，英國氣候變化資本集團(tuán)中國區(qū)總裁唐偉珉時(shí)澄清說，他所認(rèn)識(shí)的很多同行還是非常看好風(fēng)電投資的。[2]現(xiàn)在，他們很多都還在加碼國內(nèi)的風(fēng)電項(xiàng)目投資。一方面主要是看好風(fēng)電作為清潔能源的光明發(fā)展前景，另一方面，主要是中國部分地方的電價(jià)補(bǔ)貼還是比較可觀。對(duì)此，產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)《中國風(fēng)電行業(yè)深度分析及市場(chǎng)調(diào)查研究報(bào)告[3]》資料顯示，如果以2015年全社會(huì)用電量達(dá)6.02萬億-6.61萬億千瓦時(shí)，風(fēng)電平均上網(wǎng)電價(jià)0.6元/千瓦時(shí)的水平綜合測(cè)算，10%的風(fēng)電消費(fèi)量將意味著能創(chuàng)下3600億-3900億元的市場(chǎng)空間，市場(chǎng)前景非?？捎^。

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　我國風(fēng)電發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢(shì):1.裝機(jī)容量呈平穩(wěn)增長，海上風(fēng)電份額加大

　　2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化，成本出現(xiàn)大幅降低

　　3.風(fēng)電制造商進(jìn)入整合階段，利潤向開發(fā)商轉(zhuǎn)移

　　近年來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求持續(xù)增長，全球油價(jià)維持高位，天然氣價(jià)格不斷攀升，另外，化石燃料使用帶來的環(huán)境問題日益引起世人關(guān)注，清潔可再生的新能源引起全球的關(guān)注。在各類新能源中，風(fēng)電是技術(shù)相對(duì)成熟、最具大規(guī)模商業(yè)開發(fā)條件、成本相對(duì)較低的一種，受到各國的普遍重視，裝機(jī)容量快速增長。

　　前瞻網(wǎng)發(fā)布的《2013-2017年中國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展前景與投資風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告》[1]顯示，2011年我國風(fēng)電行業(yè)仍然保持了較快的增長速度。截至到2011年12月末，中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6236.4萬千瓦，分布在31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)和特別行政區(qū)。其中，廣西和四川在2011年填補(bǔ)了無風(fēng)電的空白。

　　2011年中國風(fēng)電之所以還可以保持較快的增長，原因在于實(shí)施了“大基地+分布式”開發(fā)戰(zhàn)略，特別是受益于河北、山東、寧夏、山西、云南、貴州、陜西、安徽、廣東等地區(qū)風(fēng)電的快速發(fā)展。

　　分析認(rèn)為，“十二五”期間，中國風(fēng)電行業(yè)仍將擁有廣闊的發(fā)展空間。“十二五”規(guī)劃明確提出，“十二五”期間，國內(nèi)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦。而2010年底，我國風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量不過3000萬千瓦左右，要達(dá)到“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，意味著2011-2015年國內(nèi)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)年均增幅至少為27%。

　　減少棄風(fēng)

　　由于自然風(fēng)存在日夜變化性的顯著特點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電具有反調(diào)峰的特性，在夜晚用電負(fù)荷處于低谷的時(shí)段，往往風(fēng)能資源卻較為豐富，風(fēng)電并網(wǎng)出力較大。但目前電網(wǎng)調(diào)峰主要靠火電機(jī)組和抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)，深度調(diào)峰煤耗太高，負(fù)荷跟蹤能力也較差，尤其在北方冬季的供熱期，供熱機(jī)組必須保持正常出力不能參與調(diào)峰，當(dāng)發(fā)電規(guī)模超過了電網(wǎng)所能承受的范圍時(shí)，電網(wǎng)只能限制風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組暫停發(fā)電，棄風(fēng)不用。

　　夜間棄風(fēng)不僅造成了風(fēng)資源的浪費(fèi),也給風(fēng)電企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，使企業(yè)投資風(fēng)電的積極性大受影響。目前內(nèi)蒙、東北等風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，盡管已開發(fā)風(fēng)電裝機(jī)占全地區(qū)風(fēng)資源量的比例仍較小，風(fēng)電可開發(fā)的空間還很大，但已頻繁出現(xiàn)限電棄風(fēng)。棄風(fēng)問題，已成為困擾我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一大瓶頸。

　　解決方案介紹及其優(yōu)勢(shì)

　　金能可根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，向客戶提供針對(duì)性的儲(chǔ)能解決方案，為客戶提供從咨詢、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝到售后服務(wù)的一站式全面儲(chǔ)能工程服務(wù)。

　　金能專為風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的釩電池儲(chǔ)能電站可顯著改善風(fēng)力發(fā)電的反調(diào)峰特性。電站配備有標(biāo)準(zhǔn)化的本地/遠(yuǎn)程監(jiān)控通訊接口，可方便接入風(fēng)電場(chǎng)中心控制系統(tǒng)，迅速響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)指令，在電網(wǎng)限電時(shí)保證風(fēng)電機(jī)組正常發(fā)電不停機(jī)，吸收本來必須被迫棄掉的風(fēng)能電量儲(chǔ)存起來，在電網(wǎng)用電負(fù)荷的高峰時(shí)段再放出儲(chǔ)存的電能輸送給電網(wǎng)。

　　安裝配備金能釩電池儲(chǔ)能電站后，風(fēng)電場(chǎng)可減少風(fēng)電機(jī)組限電停機(jī)，提高風(fēng)能資源利用率，增加電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)收益，有效解決提高風(fēng)電利用率與保證電網(wǎng)安全運(yùn)行之間的矛盾，使風(fēng)能資源的開發(fā)利用最大化。同時(shí)也可減少電網(wǎng)火電機(jī)組配套容量，降低設(shè)備磨損、燃料使用、能量損失、運(yùn)營費(fèi)用以及CO2和其他廢物的排放，提高整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。