风力发电的发展模式及研究现状

当今风力发电的一些东西(华电论文)

风力发电的发展模式及研究现状

黄家骥

（电气与电子工程学院电气0708班 1071180809）

摘要：本文介绍了国内外风力发电产业发展模式及研究现状，从风力资源、电网情况、制造能力、公众环保意识等方面指出了影响我国风电产业的主要因素，并提出了相关的解决办法。随着国民经济的飞速发展，用电量的大幅提高，如何保障电力供应，将成为一个新的课题。全世界的资源正越来越少。为了克服能源短缺问题和能源开发利用所带来的环境问题，寻找新能源成了我们唯一的选择。风力发电作为一种绿色能源越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和利用。

关键词：风力发电；新能源；国家政策

引言

能源是世界各国的经济命脉。近年来,中国经济持续高速增长,已经成为能源消耗第二大的国家。煤炭等常规能源的紧缺严重影响着电力和经济的发展,而因煤电导致的环境问题也日益加剧。在这种情况下,寻求新能源以优化电力结构已成当务之急,风力发电就是新能源利用中广为推荐的一种。与煤、石油等常规的化石能源不同,风能属于可再生能源,不存在枯竭的问题,而且它分布广泛、蕴含能量巨大;不但如此,利用风能发电还具有常规能源无可比拟的清洁性,所以在环境压力日益加剧的今天,风力发电得到了越来越多的关注与青睐。风能是一种清洁又安全的能源，在自然界中可以不断生成并有规律地得到补充，所以风能资源的特点十明显，其开发利用的潜力巨大。据调查,目前在世界上可再生能源的开发利用中,风力发电是除水力发电之外,技术最成熟、最具规模开发和有商业化发展前景的发电技术。

另外，全球范围内煤炭、石油、天然气等不可再生能源日渐减少，再加上燃料发电所产生的温室效应，以及核能发电面临核废料的处理所带来的世界环境的日益恶化，许多国家都将目光转移到了可再生、清洁能源的研究、开发利用上。根据调查显示，清洁能源水能、风能、太阳能、生物质能的开发利用中，风能具有很强的竞争力。风能发电在技术上日趋成熟，商业化运营水平不断提高，是近年来最具大规模开发利用前景的可再生资源。

世界风力发电研究现状

传统电力开发造成了大量的环境负担，如环境污染、酸雨、气候异常、放射性废物处理、石油泄露等等。而以风能为资源的电力是典型的清洁能源。在四级风区（20 － 21.4km/h），一座750KW 的风电机，平均每年可以替代热电厂1179吨的CO2、6.9 吨的SO2 和4.3 吨的NO 排放。

当今风力发电的一些东西(华电论文)

全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约53 × 106 亿kWh/ 年。作为可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视。近20年来风电技术有了巨大的进步，2005年全世界风力发电规模约为5925 万kW，比2004 年增长了25%，是2000 年的3.2 倍，发展速度惊人。而风能售价也已能为电力用户所承受：一些美国的电力公司提供给客户的风电优惠售价已达到2～2.5 美分/kWh，此售价使得美国家庭有25% 的电力可以通过购买风电获得。

2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12 ——关于2020 年风电达到世界电力总量的1 2 % 的蓝图》的报告，“风力12%”的蓝图展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。按照风电目前的发展趋势，预计2007 年的装机容量增长率为25%，2008～2012 年期间为20%，以后到2015 年期间为15%，2017～2020 年期间为10%。其推算的结果2010 年风电装机1.98 亿KW，风电电量0.43 × 104 亿kWh，2020 年风电装机12.45 亿KW，风电电量3.05 × 104亿kWh，占当时世界总电消费量25.58 ×104 亿kWh 的11.9%。

世界风电发展有如下特点：

（1）风电单机容量不断扩大。风电机组的技术沿着增大单机容量、提高转换效率的方向发展。风机的单机容量已从600KW 发展到2000～5000KW,如德国在北海和易北河口已批量安装了单机5000KW 的风机, 丹麦已批量建设了单机容量2000～2200KW 的风机。新的风电机组叶片设计和制造广泛采用了新技术和新材料，有效地改善并提高了风力发电总体设计能力和水平。另外,可变桨翼和双馈电机的采用,使机组更能适应风速的变化,大大提高了效率。最近,又发展了无齿风机等,进一步提高了安全性和效率。

（2）风电制造企业集中度较高。目前，主要风电设备制造企业集中在欧美国家，全世界风电机组供应商的前10 位供应了世界新增装机容量的90% 以上的份额，集中度比较高。近来，GE 风能（GE WindEnergy ）、德国REpower （R E p o w e rSystems AG）和三菱重工（MHI）的市场份额提高迅速。

（3）风电电价快速下降。由于新技术的运用，风电的电价呈快速下降趋势，且日益接近燃煤发电的成本。以美国为例，风电机组的造价已由1990 年的1333 美元降至2000 年的790 美元，发电成本也由每kWh 的8 美分减少到4 美分，2006 年降至每kWh 的3 美分左右，达到可与常规发电设备不相上下的水平。有关专家预测，世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降15%。

我国的风电场建设大体分为三个阶段。

第一阶段是1986～1990 年我国并网风电项目的探索和示范阶段。其特点是项目规模小，单机容量小，最大单机200KW，总装机容量4.2 千KW。

第二阶段是1991～1995 年示范项目取得成效并逐步推广阶段。共建5 个风电场，安装风机131 台，装机容量3.3 万KW，最大单机500KW。

第三阶段是1996 年后扩大建设规模阶段。其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量6.18 万KW，最大单机容量达到1300KW。

我国自1 9 8 3 年山东引进3 台丹麦Vestas55KW 风电机组，开始了并网风力发电技术的试验和示范。“七五”、“八五”期间国家计委、国家科委都开列了研制并网风力发电机组的重点攻关项目。1994年全国风电新增装机容量为1.29 万KW，年装机容量首次突破10 万KW 大关，2003 年年装机容量首次达到10 万KW。特别是进入“九五”期间，在国家有关优惠政策和国家经贸委“双加工程”的推动下，全国风电装机容量得到了快速的发展。在1994～1999 年期间，全国21 个风电场共装机容量为24.9 万KW，年装机4.15 万KW。表明我国风电场建设在这6

当今风力发电的一些东西(华电论文)

年间已步入产业化阶段。在后来的发展中，又能及时跟上国际大中型风电机组的发展步伐。如德国从1993 年开始安装500KW 风电机组，而我国新疆达坂城2 号场于1993 年也在国内率先安装了4 台500KW 的风电机组。特别是在“九五”期间，450～750KW的大中型风电机组倍受青睐。在“九五”期间的4 年间，共装机22.5 万KW，占全国风电总装机容量的85.7%。虽然风电建设取得了一定成绩，但最近几年的发展较缓慢，与发达国家比差距还非常大，德国2003 年的装机容量为267 万KW，累计达到1461 万KW，而我国2003 年的装机容量仅有10 万KW，累计达到57 万KW。到2005年底，我国共建有61 个风电场，累计安装风电机组1864 台，装机容量126.6万K W ，占世界第七位。随着《中国可再生能源法》的实施，我国风能市场将迎来蓬勃发展的机遇。根据有关规划，2010 年我国风电装机容量将达到500 万KW；2015年达到1000 万KW；2020 年达到3000 万K W 。中国的风能资源十分丰富。根据全国900 多个气象站的观测资料进行估计，中国陆地风能资源总储量约32.26 亿K W ，其中可开发的风能储量为2.53 亿KW，而海上的风能储量有7.5 亿KW，总计为10亿K W 。

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