中國風電報告

1概述

目前，中國由煤炭燃燒產生的空氣污染，正在嚴重地威脅著人們的健康。在中國眾多城市里，大多數的居民恐怕也對空氣污染感同身受。當你穿行在霧霾天中，艱難呼吸著因為燃煤而產生的各種污染物時，我想，你一定會深刻體會到潔凈的空氣對我們來說有多么的重要。這些體驗讓我們深刻體會到中國能源需要轉型的迫切性，中國必須擺脫對煤炭的過渡依賴，大力發展清潔高效的再生能源，實現能源的可持續發展。風能作為重要和最成熟的可再生能源技術，具有蘊藏量豐富、可再生、分布廣、無污染等特性，使之成為可再生能源發展的重要方向。

中國風能資源豐富，大力發展風力發電對調整能源結構、保障能源安全、應對氣候變化、促進經濟社會可持續發展具有重要意義。2012年中國陸上風電新增裝機容量達到1590萬千瓦，占全球新增容量三分之一以上，繼續保持著全球第一的位置。到2012年底，我國海上累計風電并網裝機容量30萬千瓦，位于英國(295萬千瓦）、丹麥(92萬千瓦）之后，居全球第三。以上數據表明，我國風電產業在2012年取得了可喜的成果。

然而，經過幾年的高速發展，中國風電行業的一些問題也逐漸顯露，急需各界進行嚴肅思考和重新審視。第一是企業發展速度減慢、效益下滑;第二是技術和質量引發的一系列問題急需解決;第三是并網難，限電棄風也達到了前所未有的規模。這些都是產業發展需要經歷的一個階段，它表明，中國風電的發展方式需要改變與升華，大力改革風電技術，從重規模到重效益、從重速度到重質量、從重裝機到重電量的轉變，從這個意義上講，目前是中國風電的轉折點，中國風電開始了從快速發展向穩步發展的過渡。

風電企業的長遠、健康發展既取決于自身的技術進步，也取決于市場的大環境。近年來，中國風電企業技術研發能力不斷提高，技術不斷進步。此外，《風電發展“十二五”規劃》的出臺，再次向各界展示了國家堅定不移加快推進風電發展的決心，它表明中國風電市場潛力仍十分可觀，前景依然看好，風電行業對此要有信心。

2風電發展

2.1 產業發展規模

到2012年底，全國(不含港、澳、臺）共建設1445個風電場，安裝風電機組52827臺。單機容量1.5兆瓦和2兆瓦的風電機組是目前國內風電市場主流機型，占吊裝容量的81%。據彭博新能源財經近日發布的數據顯示， 2012年中國陸上風電新增裝機容量達到1590萬千瓦，占全球新增容量三分之一以上，位列全球首位。這是中國繼2009年超越美國以來，連續第四年保持新增裝機量全球第一的位置。目前，風能已經成為中國第三大的發電能源，僅次于煤炭和水能。

據國家風電信息管理中心2012年度風電產業信息統計，截至2012年底，全國風電并網裝機容量為6266萬千瓦，比上年增加1482萬千瓦，增長率31%，全年風電發電量1008億千瓦時，比2011年增長41%，風電發電量約占全國總上網電量的2.0%。按照我國火電有關指標折算，2012年的風電發電量相當于節約燃煤3286萬噸標準煤、用水1.67億噸，減少排放二氧化碳8434萬噸、二氧化硫22.8萬噸、煙塵4萬噸、氮氧化物24.2萬噸，發展風電的節能減排效益非常顯著。

2.2發展特點

2.2.1 風電發展主要區域

根據國家能源局2013年4月8日發布的數據顯示，“三北”地區是我國風電建設比較集中的地區，占全國風電并網裝機容量的86%。華北地區風電并網裝機容量2332萬千瓦，占該地區全部電力裝機容量的比例為9.8%，發電量占3.6%;東北地區風電并網裝機容量1825萬千瓦，占該地區全部電力裝機容量的15.3%，發電量占6.0%;西北地區風電并網裝機容量1232萬千瓦，占該地區全部電力裝機容量的10.6%，發電量占3.7%。南方電網風電并網裝機容量388萬千瓦，占該地區全部電力裝機容量和發電量比例分別為1.9%和0.7%。

風電并網裝機容量最多的五個省(區）是內蒙古1670萬千瓦、河北706萬千瓦、甘肅634萬千瓦、遼寧省471萬千瓦、山東省393萬千瓦。內蒙古全年風電發電量為211億千瓦時，占全區總發電量的10%。

2.2.2 內陸風電發展加速

2011年，全國30個省(市、自治區）實現了風電并網，與2010年相比，新增的省區包括貴州、廣西、四川、青海。同時，安徽、天津等省市的裝機容量也有較大增長。這可以視作一個信號，即傳統意義上風能資源并不豐富的內陸地區風電開發已悄然啟動。

中國風電開發的起步和快速發展階段，風電場項目明顯集中于“三北”地區和東南沿海地區。這些地方風能資源豐富，特別是“三北”地區，更有著建設條件簡單、可成片開發等優勢，因此一直是各開發企業爭奪的重點區域。而內陸地區的一些省份，普遍風能資源一般，并且多位于山地、丘陵、湖畔等建設條件復雜的區域，開發成本高，沒有引起開發企業的重視。

隨著大規模集中開發風電場程度的增加，項目開發權的競爭日益激烈，而不斷增加的限電、“棄風”，也使這些地方風電場的效益大打折扣，內陸省份風電場的優勢漸漸凸顯。首先，這些地區人口密集，電力負荷大，風電場接網條件好，基本上不會限電;其次，風電機組不斷提高的風能轉換效率和對各種建設條件的適應性，使得在這些地區建設風電場不僅可行，還可以獲得可觀的經濟效益。

2.3 發展中的問題

2.3.1風電效益下滑

根據眾多風電設備上市公司公布的2012年前三季度業績顯示，風電企業三季度業績全面下滑，三大風電企業(華銳風電、明陽風電、維斯塔斯）現首虧。

我國風電技術從引進就直接過渡到大規模生產，省略了中間的許多環節，這是一個高效率高速度的發展過程，在高效率高速度的發展途徑中，我們要考慮到可能會出現一系列的問題，如：已經出現了高投入、低產出、高風險、低收益的問題，和還沒有出現可能會出現的大規模的維修問題，目前就是因為已經出現了高投入、低產出、高風險、低收益的問題，使風電產業成了國家補貼和扶持的產業，高額的電價讓人 “敬而遠之，望而卻步。我們的風電技術大多是歐美引進，一臺機器從運輸到安裝使用，全部成本近1000萬元人民幣左右，而每臺機組在酒泉每年的有效發電時間約為2300小時，每臺每小時發電1500度電，按照每度電進網價格0.5元算，實現成本收回大概需要十年時間。可按照現在每千瓦時國家補貼0.24元算，預計國家補貼時間為十年，國家為一個機組就要掏3153.6萬元！2020年我國將建成哈密、酒泉、蒙西、蒙東、吉林、河北、江蘇七個千萬千瓦級風電基地，也就是七個“風電三峽”，我們必須要把風電的高額的投入成本和運行時的維修費用降下來。只有降低風電的投入，提高產出，才能使風電行業脫離國家補貼，進入良性持久的發展軌道。

2.3.2風電技術急需更新

風力發電機起始于歐洲，1913年蘇聯采用螺旋槳式葉片建造了一臺大型風力發電機。這種以螺旋槳式葉片建造的高風速風電機成為現代風電機的鼻祖，1918年丹麥已經擁有風力發電機20臺。現代風電機技術與早期技術已有了很大進步，3WM大型風電機已得到大量應用，正在向5WM大型風電機組發展。但以螺旋槳理論發展起來的風電技術存在的問題越來越嚴重，制造成本大、發電效率低、故障率高、并網穩定性差等問題，隨著風電機組的大型化，這些問題越來越突出，并已嚴重影響到風電產業的發展。所以，我們必須正本清源，大力發展適合我國國情的風電技術，大幅降低風電機成本，大幅提高發電效率，保證并網穩定性，讓風電機得到大量普及應用，只有這樣才能保證風電產業的健康快速發展。

2.3.3電網發展滯后

風電并網和消納問題正逐步成為制約風電開發的重大挑戰。隨著我國風電裝機快速增長，2012年部分地區棄風限電現象嚴重，全國棄風電量約200億千瓦時，風電平均利用小時數比2011年有所下降，個別省(區）風電利用小時數下降到1400小時左右，浪費了清潔能源和投資，加劇了環境矛盾。

中國風力資源主要分布在“三北”地區(東北、華北和西北），但電力負荷主要分布在沿海地區，總體上看，風力資源的地理分布與電力負載之間并不匹配。最近兩三年來，由于風電開發高度集中于“三北”地區、風電和電網建設不同步、當地負荷水平較低、靈活調節電源少、跨省跨區市場不成熟等原因，風電的并網瓶頸和市場消納問題開始凸顯，棄風限電現象比較突出。“三北”地區盡管風能資源豐富，是全國年上網電量最多的地區，但也是限電最嚴重的地區。2012年全國風電平均利用小時1890小時，比2011年的1920小時減少了30小時。從目前風電運行情況看，蒙東、吉林限電問題最為突出，冬季供暖期限電比例已經超過50%。蒙西、甘肅酒泉、張家口壩上地區電網運行限電比例達20%以上，黑龍江、遼寧風電運行限電比例達到10%以上。

3風電管理

3.1 行業管理

為規范風電產業平穩快速發展，國家行業主管部門印發了一系列行業管理標準和技術要求，其目的是強化風電場建設規劃與管理。

(1）《規范風電開發建設管理有關要求的通知》(國能新能［2012］47號）。文件闡述了進一步加強風電開發管理，規范風電建設秩序。文件重點強調：一、嚴格執行風電項目核準計劃。不得擅自核準計劃外風電項目，對未列入風電項目核準計劃的項目，電網企業不予接受其并網運行，不能享受國家可再生能源發展基金的電價補貼。二、加快清理風電項目核準情況。三、高度重視風電并網運行問題。把落實配套電網送出建設和風電消納市場作為核準項目的重要條件，并對所有核準風電項目的電網接入和市場消納負責。四、認真落實風電項目核準計劃。對列入核準計劃的項目，確保核準計劃的執行。五、加強風電運行管理工作。開展各種舉措，積極開拓風電市場、提高風能利用效率。 

(2）《可再生能源電價附加資金補助項目審核確認管理暫行辦法的通知》(國能新能［2012］78號）。文件規范了包括風電在內的可再生能源電價附加資金補助項目管理。

(3）《 “十二五”第二批風電項目核準計劃的通知》(國能新能［2012］82號）。為了把握風電發展節奏，有效發揮風電發電效益，國家能源局于2011年開始實施風電項目核準計劃管理。自2012年3月份至今，國家能源局公布第二批風電項目核準計劃、新疆及生產建設兵團風電項目核準計劃及部分省、自治區增補第二批風電項目核準計劃。從通知中不難看出，2012年的風電項目審核布局重“消納”，新核準的項目并網條件優越，可使項目開發告別過去“越發電越虧損”的怪圈，可觀的投資收益率將大大提升電站開發商的積極性。有專家接受采訪時表示，風電增補項目將間接利好風電設備制造企業。

(4）《加強風電并網和消納工作有關要求的通知》(國能新能［2012］135號）。該文件指出2011年度，全國風電棄風限電總量超過100億千瓦時，平均利用小時數大幅減少，個別省區的利用小時數已下降到1600小時左右。如按照此前國家發改委公布的最低風電標桿上網電價計算，我國風電企業因限電因素損失將超過50億元。對此，國家能源局要求，今后，各省區、市風電并網運行情況將作為新安排風電開發規模和項目布局的重要參考指標，風電利用小時數明顯偏低的地區不得進一步擴大建設規模。

(5）《風電發展“十二五”規劃》(國能新能［2012］195號），按照規劃中提出的發展目標，到2015年，全國累計并網運行的風電裝機容量要達到1億千瓦，年發電量達到1900億千瓦時。這一目標的實現，將推動風電為調整能源結構、應對氣候變化發揮更大作用，這一市場規模也將為我國風電成為具有較強國際競爭力的重要戰略性新興產業夯實基礎。就目前發展情況而言，截至2011年底，風電累計裝機超過6200萬千瓦，加上到今年國家能源局公布的“擬核準風電項目計劃安排”的總容量4800萬千瓦，總計超過1.1億千瓦。從理論上講，規劃目標與具體實施項目已經完全對接。

(6）《風力發電科技發展 “十二五”專項規劃的通知》(國科發計［2012］197號）。該文的出臺是為了貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》、《國家戰略性新興產業發展規劃》、《國家“十二五”先進能源技術領域戰略》等國家相關可再生能源戰略部署，促進風能技術的發展和應用，為2020年我國二氧化碳排放強度降低40%-45%、非化石能源占一次能源消費比重達到15%戰略目標的實現做出重要貢獻，為我國未來風電產業的可持續發展提供技術保障。

3.2技術標準

從2010年開始，國家能源局開始進行風電行業的標準制(修）訂工作，組織成立能源行業風電標準化技術委員會，提出了中國風電標準體系框架，初步計劃制定標準183項，主要包括風電場規劃設計、施工與安裝、運行維護管理、并網管理技術、風力機械設備以及風電電器設備等六大體系框架。8月初，國家能源局發布了由風電標準技術委員會起草的涉及風電并網、工程概算、機組設備等18項風電技術標準，進一步完善和補充了中國在風電機組制造、工程造價、質量保證、安裝運營、維護管理等方面的技術標準。

此外，水電水利規劃設計總院起草的風電場建設用地指標;《風電場工程地質勘查規范》;《風電場工程招標設計規范》;海上風電場工程規劃、預可、可研及施工組織設計技術規定等多項技術標準和管理辦法，已經上報國家能源局待批復。

4風電經濟效益

4.1風力發電度電成本

風力發電度電成本是反映風力發電成本的綜合性指標，不僅由折舊(固定資產投資所形成）、運行維護成本和財務費用以及稅金等會計成本所決定，還受項目所占用資本金的機會成本大小所影響。

4.1.1主要因素

歐洲《風能經濟性》報告指出，影響風電項目度電成本的關鍵因素有：①項目投資，主要用于風電設備購置;②風機安裝成本;③資本金成本，即折現率高低;④運行維護成本;⑤風機使用壽命;⑥項目發電量、風資源狀況以及電量損失; ⑦項目前期開發與規劃成本。我國風力發電項目度電成本，同樣也受這些關鍵因素影響。

4.1.2其它因素

①國產風機可利用率。據國內主要風電開發企業分析，目前國產風機存在較高的故障率， 性能也與國外風機有較大差距，這直接影響到風電設備的發電能力。例如，在某一風電場，如果折算到相同的葉輪掃風面積，國產風機的年發電量較同類機型的國外品牌風機低10%以上。②項目實際允許上網電量。由于我國絕大部分風能資源豐富地區分布在地理位置比較偏遠、電網接入條件欠發達的地方，遠離用電負荷中心，電力系統調峰和調頻能力不足， 很難保證風力發電電量全額上網， 電網限制風電場上網電量的情況短期內無法解決。③我國國產化政策有利地推動了國產風電設備的技術進步。隨著國內外風機廠家增加，競爭越來越激烈;同時，國內風機廠家不斷消化、吸收國外風機技術，打破國外廠家關鍵技術的壟斷，不斷改進國產風機設備性能，設備可利用率將不斷提高，設備價格不斷下降。④備品備件國產化進程。隨著國內風電設備產業鏈中各廠家不斷消化、吸收國外先進技術，打破國外技術壁壘，實現關鍵備品備件國產化，其價格將明顯下降， 風電場維護成本也將呈現下降趨勢。

4.2提高風電經濟效益的瓶頸

目前風電是高價的，風電的高投入、低產出成為影響風電提高經濟效益的最主要障礙。風電制造商得效益，運營商虧損，風電壽命決定風電效益。維修費用太大占整機造價30%以上是無法維修的根本原因。只有使用壽命在20年以上，運行費用度電成本在0.3元以下的風電才能在風電市場中占主導地位。

4.2.1風電高投入

風電的高投入主要由生產安裝的成本和維護費用的成本所造成的，風電的成本遠遠高于火電和水電的成本。一臺雙饋水平軸風電機的制造成本包含有，塔架 20%，葉片23%，齒輪箱16%，控制裝置12%，電機4%，其它25%。可以肯定的一點是，我們有大幅度降低風電機成本空間。風電機的安裝費用占總裝機費用的25%。風電機的維護費用一般定為10~20%，但由于變速箱問題、軸承問題、葉片問題等層出不窮，使維修費用居高不下。

4.2.2低產出

目前風電機的運行效率很低，一年共8760小時，我國風力發電機年有效發電時間不足2000小時，這是一個很小的比例，我國如此低的風能利用率，說明風電機的性能在我們國家存在很大問題。目前我國風場應用的風力機多數都是歐州風力發電機技術，歐洲是海洋性氣候，屬高風速地域，歐州風力發電機技術，是高風速風電機技術;因為歐洲的海洋性氣候全年總風速偏高，又時常受臺風襲擾，所以設計師們在設計風力機的時候，把風力機設計成，狹窄的三個葉片風力機，它適應于歐洲海洋性氣候高風速運行，具備抵御臺風的侵襲的能力。而我國風場大部分處于大陸性氣候的條件范圍之內，處在風速偏低的地域;我們只有一部分的風場，還能夠適應歐美風電技術制造的風力發電機，而有相當一大部分的風場不能適應，出現了水土不服的現象。我們的風電機設計應該根據我們風電場風資源的特點進行設計，只有這樣才能充分利用我國的風能資源。

通過以上風電經濟效益的分析可得，運行費用低于火力發電是風力發電的唯一出路。

5風電技術更新

5.1目前風電技術急需解決的問題

5.1.1 如何實現微風發電

根據國家氣候中心的有關研究發現，我國在風能資源相對匱乏的內陸地區，無風的日子減少了，風速在4m/s～8m/s之間的和風日數在逐步增加。風變小了，我們的風電機該怎樣變？這個問題是我們必須面對的問題，只有解決好這個問題才能保證我國風電產業的快速發展。

我國現有水平軸三葉式發電機的葉片是按空氣動力學原理設計，并采用直升飛機漿葉的結構進行設計，具有很強的高風速特性。這種結構在微風狀態下，空氣動力性能比較弱，就象飛機速度低沒有升力一樣。根據有關專家對風電機運行數據的分析，當風速小于6m/s時，風能利用系數小，空氣動力性能弱，當風速在8m/s左右時，風能利用系數變大，說明葉片的空氣動力性能已發揮作用，當風速大于10m/s以上時，葉片的變槳距裝置開始動作，隨著風速的增高，變槳距在不斷減小葉片的空氣動力性能，風能利用系數也在不斷減小。根據以上分析就可以得出這樣的結論：在低風速時，葉片的空氣動力性能作用不大，在高風速時，又限制空氣動力性能的作用，也就是說經過精心設計的具有優良空氣動力性能的葉片，實際上并沒有發揮太大的作用。而且從運行數據還可以看岀，在陸地風速較低(3～8m/s）的情況下，風能利用系數小，風電機的發電效率很低，而這個風速是時間最長，最有開發價值的風速，也就是說我們花高額成本設計制造的風電機葉片，在大部份時間并沒有發揮應有的效能，而且造成微風發電性能差。這種性能造成裝機容量很大，而發電量少的不利局面，給風電場的盈利帶來風險。由于發電性能低，大部分時間成了擺設，嚴重影響風電的利用。建成的風電場普遍存在“裝機容量大，發電量低”的現象，不能長時間輸出風電就會影響風電的使用，對風能也是一種浪費。所以，現有風電機的發電效率還很低，獲取風能的性能是不合格的。

隨著陸地裝機容量的擴大，微風發電性能低的問題也越來越突出，提高微風發電性能已成人們的共識，有企業采用加長葉片的方法，也就是降低了風電機的設計風速，以此來提高微風發電性能，這樣做效果會有，但不會很明顯。因為現有葉片是以空氣動力性能為基礎設計的，低風速情況下空氣動力性能肯定很弱，又如何來提高風能的輸出呢？經過我們國內風電專家的不斷研究，認為提高微風發電性能的主要出路在于改變葉片結構，提高結構動力性能，而大力發展大型垂直軸微風風力發電機的呼聲越來越高。

5.1.2 如何實現卸載功能的安全可靠

自然風是不穩定的，因此風電機所發出的電也是不穩定的。不穩定的風電將會對電網產生巨大沖擊，導致電網崩潰或設備損壞。最初是采用恒速恒頻的并網技術，利用葉片的失速特性保證發電機轉速的穩定，滿足恒速恒頻的并網要求。失速葉片的優點是結構簡單，造價低;缺點是啟動性能差，發電效率較低。

變轉速技術是近幾年飛速發展起來的新技術，變轉速技術可以讓風輪隨風速的變化相應改變轉速的快慢，保持基本恒定的最佳轉速比，這樣可以高效的獲取陣風的能量。由于葉輪的轉速可以隨著風速變化，就避免了葉輪轉速不可控性對并網穩定性的影響，與恒速恒頻技術相比并網的穩定性可以大幅提高。由于葉片仍采用剛性葉片和變漿距角控制技術，因此葉片的高風載和控制系統的滯后性仍然存在，在大風狀態下，風速和風向的突變容易使風電機產生沖擊電流，仍會影響并網的穩定性。高風載仍然會造成風電機的故障和破壞。所以葉片性能存在的問題是影響并網穩定性的罪魁禍首，而且還造成風電機成本高昂，微風發電性能低，并網穩定性差，故障率高等問題的大量產生。
    現有風電機的控制裝置主要有偏航裝置和變漿矩裝置，自然界的風向和風速都是隨時隨機變化的，我們的調節裝置雖然可以根據風向和風速調整，但在速度上始終是滯后的，并不能完全滿足風電機平穩發電的需要。比如在自然界中風向呈90°變化是經常發生的，偏航裝置和變漿矩裝置的響應速度若是1°/秒，90°就需要90秒的調整時間，在這么長的調整過程中，風輪葉片所受的風力角是完全不同的，也就是葉片所受的風力是變化的，必然造成風輪轉速的不穩定，從而影響到風電機輸出功率的穩定，嚴重時就會造成風電機解網，造成電網的不穩定。這種調節的滯后性在強風暴的氣候條件下，往往會造成嚴重的后果，在高風速情況下葉片處于順漿位置，若風向發生90°變化，就會使葉片完全處于大面積受風的狀態，使葉片受力突然增大，葉片受到的強大風載就會通過傳動軸對變速裝置造成巨大的沖擊，巨大的風載也會對偏航裝置造成沖擊，造成變速裝置和偏航裝置的損壞，葉片也有可能被折損壞。所以控制系統的滯后性將影響控制效果，風電機龐大，控制過程就成了問題發生過程。
    5.1.3 如何制造高質量的葉片

大葉片制造技術是大型風電機的關鍵技術，隨著大型風電機組由千瓦級向兆瓦級發展，葉片的長度也越來越長，現在單機功率為1.5～2.5MW的風電機，葉片長度已達50米。研制的單機功率5MW的風電機葉片長度將達到60米以上，葉片重量將達到30噸。這些超長超大的葉片造價和成本很高，僅葉片的成本就占整臺機組成本的20%以上，現在我國有一些生產廠家從國外引進了葉片的生產技術，已可以生產1.5MW風電機組葉片，葉片的生產制造工藝非常復雜，要求也很高，設備和模具投資都很大。由于風輪的轉速是通過葉片進行調控，葉片在不同風速情況下的變形和切入角都有很嚴格的要求，所以葉片的設計和制造難度非常高。特別是葉片承受的風載非常大，葉片在強風狀態下所受風載可達幾百噸以上，這對葉片的強剛性能要求很高，雖然葉片用了大量的高強材料，但任何一點質量缺陷都會造成葉片的損毀。國內某風電巨頭由于葉片質量問題，造成多套風電機葉片損毀，帶來的損失達上億元。目前我國大葉片的設計制造技術還是薄弱環節，葉片的設計壽命是二十年，在使用年限會遇到各種惡劣的氣候條件，有冷凍、暴曬、雷電、強風等不利因素的考驗，如果達不到使用壽命就會帶來很大的損失。而且大型葉片高昂的成本和運輸困難，也是一項不可忽視的問題。

5.1.4 如何降低高額維護費

進口風電機組在我國安裝使用時間并不長，設計使用壽命是二十年，但有些問題已突出地表現出來，由于現有風電機葉片在高風速下具有非常強的空氣動力性能，幾百噸風載產生的沖擊力相當大，對變速裝置、偏航裝置和變槳距裝置都有很強的破壞作用，并容易造成風電機強烈的振動，造成機械部件松動故障和疲勞損壞。現在的水平軸風力發電機實際的使用壽命不超過20年。       
    5.1.5 如何降低對電網的不利影響

      我國風能資源豐富的地區主要分布在“三北”(西北、東北、華北）地區和東南沿海。目前在“三北”規劃了6個千萬千瓦風電基地，但這些地方又是電網最弱的地區，因此我國風力發電將面臨著電網不堪重負的問題。這對我們來說是一個急迫解決的問題，在歐洲幾個風電大國都沒有這樣大的風電場，這些國家風電場規模都較小，都是分散入網，就地消納，并且歐洲幾個國家的電網是聯網的，電網很強，風力發電很容易被消納，所以在這個問題上我們沒有經驗可借鑒。風電不像火電、水電，風電時有時無，并不是很穩定，風電占總電網不能大于5%，如果超過5%，就會干擾電網質量。并網的瓶頸對風電產業影響很大，如果并網的問題得不到解決，我們建設“陸地三峽”風電基地的目標就不能實現，為了解決電網薄弱的問題，國家電力部門已進行地區網和國家電力主網的聯網規劃和建設工作，并加大輸出電路的容量，同時進行智能電網的研究和建設工作，并把風電量預測作為大型風電場的重要研發項目。這些問題的解決將為并網創造有利的外部條件，我們還要對內部因素加以重視，風電機的穩定性和安全性更應得到高度重視，從引進設備和引進技術來看“水土不服”現象比較嚴重，有微風發電性能低、低溫運行能力差、風沙影響大等問題，最主要的是穩定性和安全性還不能保證，國外風電機主要采用分散入網方式，當處于風速和風向變化很大的強風狀態時，風電機不穩定，不能滿足并網條件，此時風電機可以隨時脫網;風電機穩定后，又可以隨時入網，并且電網很強，不會對電網造成太大沖擊。而我國的情況卻與此相反，采用大規模并網方式，由于風電場的規模非常大，一個千萬千瓦級風電場會有500～600臺風電機組，如果由于風電機性能不穩定造成對電網的沖擊，這樣強大的沖擊能量是任何電網也無法承受的，危害也很嚴重，我們必須高度重視。

5.2技術更新

因此，我們需要開發出陸地使用的微風高效新型風電機，進行一場風電革命，而這場革命的主角就是大型垂直軸微風風力發電機。這種風電機一級風就能啟動，二三四級風就能很好發電，五級風就可以達到滿負荷，六級風以上隨著風速的增大，葉片會逐漸減小風載，發電功率也會逐漸減小，可以完全避免葉片產生高風載，可以保證風電機運行平穩，避免強沖擊電流的產生，并附加慣性儲能裝置，保證風電機具有良好的并網穩定性。基本實現免維護，讓人人都敢用，人人都好用，可以大幅提高發電量2～3倍，并且風電機成本大幅降低60%以上。成本的降低，發電量的增大，可以大大縮短投資的回報時間，也可以使風電的價格低于火電和水電的價格，并網將不再是難事，反而會由于風電的價格低，而多利用風電，這將會使風電的收益大幅提高，會更大的激發人們開發風電的積極性，會使我國的風電產業發生飛躍式發展。

山東中泰新能源集團有限公司的全永磁特大型垂直軸微風發電技術正是基于以上目的而發明。采用中泰新能源的垂直軸微風發電技術，啟動風速為1.5米/秒，發電風速為2米/秒以上，做到“輕風啟動，微風發電”，使得在占我國國土面積68%的低風能地區都可采用這種特大型垂直軸風力發電機節能發電。比傳統水平軸風力發電機年增加發電時間4000小時。

此外，全永磁特大型垂直軸風力發電機由于結構上大量采用永磁體結構、減少了冗繁的控制系統，具有投資成本低、穩定性能好、承載力大、運行環境要求低等優良特點，同比現有行業風機，僅單臺發電機就可增加發電輸出功率45%，降低了產品維護費用，建成后其運營成本可下降50%，度電成本在0.3元/度以下。

6假風電過剩

要了解我國風電是否真的過剩，需要回答下面5個問題：

(1）我國的風電達到規模化應用了嗎?沒有。

(2）我國的風電超出社會用電需求了嗎?沒有。

(3）電網配套建設跟上了嗎?沒有。

(4）風電產業鏈理順了嗎?沒有。

(5）新能源政策手段用盡了嗎?沒有。

6.1產業鏈沒理順

2012年，全國風電并網裝機容量為6266萬千瓦。《風電發展“十二五”規劃》指出，到2015年，全國累計并網運行的風電裝機容量要達到1億千瓦，年發電量達到1900億千瓦時。發改委能源研究所可再生能源發展中心相關負責人透露的遠景目標是2030年達到3億千瓦。也就是說，目前的風電裝機容量是2015年規劃裝機規模的62%，是2030年目標的20%。從長遠的能源結構來看，風電發展空間很大。

產業鏈沒理順哪怕生產一點點也會過剩。從總量上說，總的產能不是過剩，而是應用市場過小。我國的清潔能源還遠遠不夠，需要大力開拓市場。

6.2缺乏充分競爭

歐洲用了30年時間，從100多家競爭者中成就了3家領袖企業;我們的市場還處幼稚階段，競爭剛剛拉開帷幕。

制造業到底熱不熱？一定要清醒地分析，俗話說百里挑一，但我們不存在這個條件。歐洲風電制造業成長了30年左右，完成9000萬千瓦裝機，形成了14家制造商，領袖企業是維斯塔斯公司等3家，占總市場份額的60～70%。而當時參與競爭的投資制造商是100多家。我國從風電制造的歷史開始于上世紀末，當時金風科技孤軍奮戰。此后一批企業在2003年開始醞釀，2005年啟動。目前市場還處于幼稚階段——競爭剛剛拉開帷幕，就認為已經過熱或過剩，此言太早。

6.3產能過剩不等于產量過剩

產能過剩和產量過剩有本質不同，企業在進入風電行業供應鏈系統提出的宏偉目標并不代表其真正供給市場能力。不能簡單提產能過剩，而要準確衡量真正產量是否過剩。

7風電地位

風電作為主力電源的地位不容質疑。根據中國中長期能源規劃研究，2020年中國新能源的戰略地位將日益突出。我國大幅度提高新能源在整個能源消費中的比例，爭取到2020年非化石能源(可再生能源和核能)占一次能源消費比重達到15%左右，2050年實現新能源滿足能源需求30%到40%的戰略目標。風力發電作為新能源開發的主力軍，將扮演它的主角地位。

7.1風電行業取得的成績有目共睹

截止到2011年底，我國的風力發電裝機容量達到近6300萬千瓦，已經超過了美國。從裝機容量來講，已經居世界第一位。發電量1004億千瓦時，和全國總發電量4.8萬億相比剛好是2%，這個百分比看起來還不算高，但是已經超過了核電的發電量，成為國內僅次于煤電和水電的第三大電源。盡管國家制定了很多鼓勵政策，但風電的發展很大程度上還是靠社會的力量，靠企業的力量。在不到十年的時間，風電建起了相對完整的產業鏈。對此，國外評價我們非常了不起。他們認為，培育一個新興產業如果沒有十幾年、二十幾年功夫是很難發展起來的，但中國用了不到十年就培育起一個相對完整的風電產業鏈，取得的成績是巨大的。

7.2加快風電健康持續發展

保證風電行業健康持續發展是鞏固風電地位的重要手段。加快風電健康持續發展重點解決以下幾個問題：

7.2.1加快市場化

2012年9月16日，在第四屆中國(太原)國際能源產業博覽會高峰論壇上，國家能源局副局長劉琦表示，要實現到2020年非化石能源占能源消費比重達到15%這一目標，需要加快推進體制機制創新，加快推進以價格市場化為核心的電力體制改革，促進新能源發展躍上新的臺階。

我國的風電市場要建立系統的利益調整機制。要使電網能夠接納大比例的風電，而且沒有接納的上限，制度和市場機制是電網成功接納大比例風電等可再生能源的關鍵。我們目前面臨的并網難題，同樣也要通過建立健全的市場化電力體制，使電網建設和運營、電力調度和價格管理等更加市場化;通過利益調整，疏通、鼓勵和引導電力系統所有參與者發展可再生能源的積極性，充分挖掘潛力，才能使問題得到根本性解決。

7.2.2提高管理水平

行業管理水平的提升相對滯后的問題，也將成為影響可再生能源可持續發展。可再生能源開發企業重規模、輕質量現象比較嚴重。由于可再生能源開發企業過度重視擴大規模和搶占資源，致使開發過程中存在一定的盲目性。可再生能源本身存在能量密度不高的缺陷，一些項目前期工作不夠精細，將直接導致項目收益率大幅下降甚至虧損，影響了可再生能源的開發進程。

管理水平與國外先進企業差距顯著。以風電為例，國外風電場已經逐步實現少人值守和無人值守，國內風電場仍然需要大量運行人員;在相同資源條件下的平均利用小時數也相差較大。

7.2.3加快風電技術改革創新

在技術方面，我們要大力發展適合我國國情的風電技術，扭轉國外風電技術在中國水土不服的現狀 。因此，加快風電技術改革創新是保證我國風電行業健康發展的支柱，而大力發展適合我國國情的大型垂直軸微風風力發電機更是具有劃時代的意義。

7.3要強化風電在主力電源中的地位

風電行業今后發展的重點，就是要強化風電成為主力電源的地位。風電是現階段最具規模化開發和市場化利用條件的非水可再生能源。我國風電發展已取得了很大成就，風電裝機規模和設備制造能力都位居世界前列，資源狀況和裝備技術水平都表明，風電具備進入我國三大主力電源的條件。

風電開發要堅持集中開發與分散發展并舉，優化風電開發布局。首先要有序推進西北、華北、東北和東南沿海風能資源豐富地區的風電建設。綜合考慮資源條件、電網接入、電力輸送和運行管理等因素，有計劃建成多個風電集中開發區域。其次要加快內陸地區分散風能資源的開發利用，加強風能資源評價，擇優建設開發條件較好的項目。再就是要積極穩妥推進海上風電開發建設。發揮沿海風能資源豐富、電力市場廣闊的優勢，積極穩妥推進海上風電發展，加快示范項目建設，促進海上風電技術和裝備進步。

參考文獻

[1] 李俊峰，等．風光無限：中國風電發展報告2012．中國環境科學出版社，2012．

[2] 風能．2012．