风电技术现状及发展趋势

Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique.

Abstract:

Key words: anemo-electric generator ； current situation ； developing trend

0 引言

风电古老而现代，但之所以到近代才得以发展，是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在：（1）风本身随机性大且不稳定，对其资源的准确测量与评估存在误差；（2）风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统，并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难；（3）风为间歇式能源，有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化，在与电网连接时，需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外，在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。

1 风力发电技术发展现状

现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。

率曲线比较

长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。

恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。

变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。

前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速，使之始终在最佳转速上运行，捕获最大风能[2]。

2 风力发电技术发展趋势

新型材料的运用，设计水平的提高以及控制技术的改进都将使得风电机组功率曲线不断改善，运行可靠性不断提高，自动化程度不断加深。结构简单、容量大、稳定性和适应性好、发电效率高、寿命长、智能化程度高及发电成本低皆是未来的风电机组不断的追求。

德国、丹麦、西班牙、英国、荷兰、瑞典、印度、加拿大等国进行了大量的投资，对风电系统中各项技术展开研究。总的来说发展趋势具体呈现如下几个方面。

风电场的选址

风力大小与地形、地理位置及风轮机安装的高度等因素有关。所以，风电场的选址将直接影响对风能资源的评估利用。由于风电技术日趋成熟，现今的风电场选址也将逐步呈现如下的几个趋势。

（１）由强风带向弱风带过渡

启动风速低，轻风启动、微风发电，能够实现对广大的低风速资源的开发，增加的年发电时间，从而最大限度地捕获风能，最大限度地挖掘风能资源。

（２）由平坦地形向复杂地形扩展

不同的地形、地貌会影响风的正常流动，有的使风加速、有的则使风减速，有利地势与地形的选择将会增加风电的产出。

（３）由陆地向海上迁移

与陆地上风电场相比，海平面十分光滑，因此，风速较大，且具有稳定的主导风向，允许安装单机容量更大的，可实现高产出[3-4]。

风电机组技术

当前风电机组的主要发展方向是质量更轻，结构更具有柔性，直接驱动和变速恒频等。从目前的发展趋势来看，以水平轴、上风向、三叶片的升力型机组为主流的风电机组中，具有如下特点。

（1）变桨距调节方式将会逐步取代定桨距失速调节方式

变桨距调节能够按最佳参数运行，额定风速以下具有较高的风能利用系数，功率曲线饱满；额定风速以上功率输出稳定，不会造成发电机超负荷；较定距失速式整机受力状况得到改善，而且年发电量大。

（2）变速运行方式将会取代恒速运行方式

变速运行，在低风速时能够调节发电机反转矩以使转速跟随风速变化，从而保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时能够利用风轮转速的变化存储或释放部

分能量，从而提高传动系统的柔性，使得功率输出更加平稳，以获得最大功率产出。

（3）直驱式的市场份额会越来越大

直接驱动可省去齿轮箱，减少传动链能量损失，减少停机时间、发电成本和噪声，降低了维护费用，提高了风电转换效率和可靠性。

（4）无刷化

无刷化可提高系统的运行可靠性，实现免维护，提高发电效率。

（5）大型系统和小型系统并列发展

在开发大型机的同时还重视小型机。用于海洋时 ,在景观、噪声等方面的问题不突出, 适于采用数MW的大型机组；当受地形、系统等外部条件限制时,应用小型机较有利。

（6）并网大型化与离网分散化互补运行

发展中国家，雪原、孤岛、偏僻地区等电网较小 ,仍旧适用于离网分散型电力系统[3，5]。

风电机组的并网

用同步发电机发电是今天最普遍的发电方式，变频器的使用解决了转速和电网频率间的耦合问题。通过对变频器电流的控制，就可以控制发电机转矩，从而控制风力机的转速，使之运行在最佳状态。相同条件下，同步电机比异步电机调速范围更宽。异步电机的并网技术主要有：直接并网、准同期并网、降压并网、捕捉式准同步快速并网、软并网方式等[2]。

3 风电前沿

据《连线》杂志2006年10月11日报道，意大利科学家对一种新型的风筝寄予厚望，它看上去就像一晾衣架如图4，但却具有成本低，发电量大的优点，其发电能力有可能与传统核电站相媲美。

美国专利商标局于2006年6月20日也公布了结构方面的重要发明专利：“一个共轴多叶轮的”（图6）；英国 quietrevolution 公司研制出了垂直型民用QR5[5] （图5），适用于风速低，风向变化频繁的地区；据南方日报2006年11月12日报道，我国广州中科恒源能源科技有限公司自主研制的全永磁悬浮顺利实现了产业化，使得微风发电成为可能。

美国麻省理工研究人员最新设计出一种新型风力涡轮机（图7），可固定在离海岸较远的漂浮平台上，使得海上漂浮风车发电成为可能。

澳大利亚悉尼工学院的布赖恩·罗伯茨教授提出了一种利用高空射流发电的大胆想法，此飞行发电机（FEG）能够象超级大风筝一样悬浮在 4500～13700m的高空射流中（一种围绕着地球的速度极快的气流），最高时速达 320km/h 的射流将会带动FEG上的转轴，从而产生电流。

4 结论

风电可再生，且清洁无污染，对保护环境，改善能源结构具有重要意义。在地球温室效应日益严重及全球性能源危机的今天，应加大投资力度，加快研究、设计和生产的步伐，促进风电事业的快速发展。

参考文献

[1]王承煦.风力发电实用技术[M].北京:金盾出版社，1995 .

[2]叶杭冶.组的控制技术[M].北京:机械工业出版社，2006 .

[3]张方军.风力发电技术及其发展方向[J].电气时代，2005（11）：19-21.

[4]宋础,刘汉中.海上风力发电场开发现状及发展趋势[J].太阳能，2006（2）：27-29 .

[5]许洪华，郭金东，鄂春良.世界风电技术发展趋势和我国未来风电发展探讨[J] .电力设备， 2005（10）：110-112 .

我国风电产业发展现状及存在的问题

我国风电产业发展现状及存在的问题能源是国民经济发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障。我国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也越来越高。长期以来，我国电力供应主要依赖火电。“十五”期间，我国提出了调整能源结构战略，积极推进核电、风电等清洁能源供应，改变过渡依赖煤炭能源的局面。金融危机下，新能源产业正孕育着新的经济增长点，世界各国都希望通过发展新能源产业，引领本国走出经济低谷。近年来，我国政府对新能源开发的扶持、鼓励措施不断强化，风能作为最具商业潜力的新能源之一，备受各地政府和电力巨头追捧。自2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期。《可再生能源发展“十一五”规划》提出：在“十一五”时期，全国新增风电装机容量约900万千瓦，到2010年，风电总装机容量达到1000万千瓦。同时，形成国内风电装备制造能力，整机生产能力达到年产500万千瓦，零部件配套生产能力达到年产800万千瓦，为2010年以后风电快速发展奠定装备基础。 2008年，我国新增风电装机容量达到624.6万千瓦，位列全球第二；风电总装机容量达到1215.3万千瓦，成为全球第四大风电市场。预计，2009年我国风电新增装机容量还会翻番，届时在全球新增风电装机总量中的比重，将增至33%以上。按照目前的发展速度，中国将一路赶超西班牙和德国，2010年风电装机容量有望达到3000万千瓦，跃居世界第二位。目前，我国正在紧锣密鼓地制订新能源振兴规划。预计到2020年，可再生能源总投资将达到3万亿元，其中用于风电的投资约为9000亿元。根据目前的发展速度，到2020年，我国风电装机容量将达到1亿千瓦。届时，风电将成为火电、水电以外的中国第三大电力来源，而中国也将成为全球风能开发第一大国。设备制造行业现状根据最新风能资源评价，全国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦，发展潜力巨大。为了合理有序的开发现有风能资源，首先需要进行的就是加强产业服务体系建设，扶持建立风能资源评价，风电场设计选址，产品标准，技术规范，设备检测与认证的专门机构。培育一批风电技术服务机构，建成较健全的风电产业服务体系。建设2～3座公共风电测试试验基地，为风电机组产品认证和国内自主研制风电设备提供试验检测条件。目前，工信部与国家能源局等相关管理部门目前正研究制定规范风电投资市场，完善风电设备产品标准及质量认证体系的相关政策，保证风电产品质量，促进成本降低。风电产业的发展和进步不应盲目追求风电机组的装机容量，而应从我国各地区风场风资源的优劣、当地电力需求及电网输配电能力状况、风机性能及发展通盘规划，有序调控、全面协调、均衡平稳地发展。首先，把风电科研纳入国家科技发展规划，安排专项资金予以扶持。支持国内科研机构提高创新能力，引进国外先进技术设备，加快消化吸收，尽快形成自主创新能力。目前，国产化比例规定较难落实，国产化质量提高和认同有个过程，风机制造企业仍需在自主创新上下功夫。其次，建立一个统一的行业标准。由于目前没有对风电机组和风电场的入网标准和检测标准严格监管，绝大部分风电机组的功率曲线、电能质量、有功和无功调节性能、低电压穿越能力没有经过检测和认证，而且多不具备上述性能和能力，并网运行的风电机组对电网的安全稳定运行造成了很大的影响。

风电的发展现状及展望

风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020

论文题目：我国风力发电的现状及展望

摘要风是地球上的一种自然现象，全球的风能约为，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。其能量大大超过地球上水流的能量，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。另外，风能是一种清洁能源，不会产生任何污染。与其他新能源相比，风能优势突出：风能安全、清洁。而且相对来说，风能是就地取材，且用之不竭，在这一点上，风电优于其他发电。关键词：风力资源丰富；风电安全且清洁；风能用之不竭目录

第1章绪论引言气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下，透过全球气候升高这个现象，我们现目前必须的意识到节能减排的重要性，而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型（相对于煤石油等而言，对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源）能源来替代传统的火力发电。如：水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源，且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善，风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体，所以对风能加以利用，这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题，这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害，也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究，通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的，从上个世纪80年代末起至今，在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关，并且已完成了近万个风力发电机组的安装，所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3，然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放，所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源，可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。本论文的研究背景及意义根据气候变化专门委员会（IPCC）的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示，预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高，经济的高速发展，国民的用电量也日益增长，伴随着电力结构的不断调整优化，技术装备水平的逐步提高，发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏，对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力

2017年山东省风力发电行业发展前景预测

▄前言行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。行业研究报告的构成一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：

▄报告信息 ?【出版日期】2016年7月 ?【交付方式】Email电子版/特快专递 ?【价格】纸介版：7000元电子版：7200元纸介+电子：7500元?【文章来源】https://www.360docs.net/doc/e9709253.html,/ ▄报告目录第一章风能资源的概述第一节、风能简介一、风能的定义二、风能的特点三、风能的密度四、风能利用的主要方式第二节、中国的风能资源与利用一、中国风能资源的形成及分布二、中国风能资源储量与有效地区三、中国风能开发应用状况四、风能开发尚不成熟第三节、风力发电的生命周期一、生命周期二、风力发电机组组成三、各阶段环境影响分析四、综合分析与比较第二章2014-2016年中国风力发电产业的发展

第一节、2014-2016年全球风力发电的总体分析一、世界风力发电产业概况二、全球风电产业发展态势三、世界各国积极推进风电发展四、欧盟风电产业发展状况五、全球风电市场预测第二节、2014-2016年中国风电产业的发展综述一、我国风电产业发展回顾二、中国风电产业日益走向成熟三、2014年风电市场持续扩张四、2015年风电产业运行状况五、2016年风电产业发展形势第三节、中国风力发电产业发展面临的问题一、风电产业繁荣发展下存在的隐忧二、中国风电产业发展存在硬伤三、国内风电发展面临的困难四、阻碍风电产业发展的制约因素五、风电产业突破瓶颈仍有待时日第四节、中国风力发电产业的发展策略一、中国风电产业的出路分析二、推进我国风电市场发展的措施三、改善产业环境加快风电发展步伐四、风电发展应坚持研发与引进相结合五、技术进步是推动风电发展的动力

2020年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析

2017年中国风力发电行业现状及未来发展趋势分析风能是一种淸洁而稳定的新能源，在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，作为全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，得到各国政府、机构和企业等的高度关注。此外，由于风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有效性，因此，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。 1、全球发展概况 2016年的风电市场由中国、美国、徳国和印度引领，法国、上耳其和荷兰等国的表现超过预期，尽管在年新增装机上，2016年未能超过创纪录的2015年，但仍然达到了一个相当令人满意的水平。根据全球风能理事会发布的《全球风电发展年报》显示，2016年全球风电新增装机容量 54.600MW,同比下降14.2%,英中，中国风电新增装机容量达 23328MW （临时数据）,占2016年全球风电新增装机容量的42.7%o 到2016年年底，全球风电累计装机容量达到486J49MW,累计同比增长 12.5%。其中，截至2016年底, 中国总量达到16&690MW （临时数据），占全球风电累计装机总量的34.7%。 2001-2016年全球风电装机置计容量 450.000 400.000 350.000 300.000 土 250.000 W 200.000 150,000 1W.OOO 50.000 数据来源：公开资料整理 ■ ■ ■ ■ ■ 11 nUr l ■蛊计装机容蚤

按照2016年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、美国、徳国、印度和西班牙，在2001年至2016年间，上述5个国家风电累计装机容量年均复合增长率如下表所示：数据来源：公开资料整理 2、我国风电行业概况目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会（Global Wind Energy Council）统讣数据，全球风电累计装机容量从截至2001年12月31 日的23.9OOMW增至截至2016年12月31日的486.749MW,年复合增长率为22.25%, 而同期我国风电累计装机容量的年复合增长率为49.53%,增长率位居全球第一：2016年，我国新增风电装机容量23328MW （临时数据），占当年全球新增装机容量的42.7%,位居全球第一。（1）我国风能资源概况我国幅员辽阔、海岸线长,陆地而积约为960万平方千米,海岸线（包括岛屿）达32,000 千米，拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。根据中国气象局2014年公布的最新评估结果，我国陆地70米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为72亿千瓦，风功率密度达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为50 亿千瓦；80米高度风功率密度达到150瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦，达到200瓦/平方米以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。 ①风能资源的地域分布我国的风能资源分布广泛，苴中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部（东北、华北、西北）地区，内陆也有个别风能丰富点。此外，近海风能资源也非常丰富。 A. 沿海及其岛屿地区风能丰富带：沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10千米宽的地带，年风功率密度在200瓦/ 平方米以上，风功率密度线平行

风力发电现况以及未来发展趋势

风力发电现况以及未来发展趋势风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。一、国外发展状况目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。二、国内发展现状经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。（一）我国风电发展进入新阶段风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。（二）财政优惠根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。（三）风电企业业绩逐步向好近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，

风电技术现状及发展趋势

风电技术现状及发展趋势文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

风电技术现状及发展趋势 Current Situation and Developing Trend of Wind Power Technique The paper mainly discusses the current situation and developing trend of wind power technique. Abstract: Key words: anemo-electric generator ； current situation ； developing trend 0 引言风电古老而现代，但之所以到近代才得以发展，是因为在这方面存在许多实际困难。主要表现在：（1）风本身随机性大且不稳定，对其资源的准确测量与评估存在误差；（2）风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，设计制造在不同风况下都能保持稳定运行的风电系统，并使其风电输出功率效率高且理想平滑十分困难；（3）风为间歇式能源，有功功率与无功功率都将随风速的变化而变化，在与电网连接时，需要考虑输出功率的波动对地区电网的影响。此外，在降低制造成本和运行维护费用的前提下如何提高系统运行的安全性与可靠性、如何延长的寿命以及改善系统储能措施使其容量更大、体积更小、效率更高且寿命更长等问题上尚有待于得到更完善的解决。 1 风力发电技术发展现状

现代风力发电系统由风能资源、组、控制装置及检测显示装置等组成。组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现能量的转换。完整的并网风力发电系统结构示意图见图1。率曲线比较长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用

风电项目管理经验

风电项目管理经验一、要作好项目前期的施工策划工作由于风电安装项目是一个新起步的非水电项目，其工程特点就是工期短、施工场面开阔、所用施工设备大而多，往往中标后就面临着施工履约，用于施工准备的时间不多。因此，作好项目前期的施工策划工作就显得尤为重要。项目中标后，首先要选定项目经理，并以有一定风电施工经验的人员组建项目施工团队——项目部，这些人要尽快熟悉招标文件，了解合同边界条件。; 其次要确定资源配置特别是主吊设备。风电机组安装现场条件差、场地狭小、安装部件尺寸大而且单位重量大、吊装高度高，施工难度特别大，安全风险特别高。如1.5Mw风电机组，其塔筒高度就达到60m，转轮直径77m，机舱重达61t，安装用的主吊设备必须是350t以上的履带式起重机或500t汽车起重机，而国内吊车市场是需大于供，属卖方市场。因此必须锁定主吊设备，只有优质的施工设备，才是项目履约的保证。第三要确定经营管理模式。目前风电施工基本采用外协队伍的方式，因此明确分包工程项目及工作范围，按工程局的管理要求立项、招标，选定合格的分包协作队伍，就显得尤为重要。第四是现场管理人员的选择确定。风电场施工战线较长，需要沟通、协调的工作量较大，一个人要同时应付许多方面，对外要协调跟业主、监、厂家和地方征地等关系，对内要与局内土建分局处

理分包管理等事宜，加之单台风机安装时间短，因此资料整理、文函往来就必须快，“时间就是金钱、时间就是效益”显现无疑。所以现场管理人选必须具备效率高、作风过硬且施工管理经验丰富等特质。二、强化执行力度，严抓内部精益化管理用“日新月异”来形容风电场项目在施工过程中的变化是十分形象的。1天就可能吊装一台风机机组，一周就可以完成单台风机的附件安装、风机调试及并网发电，一天的到货就可能摆满规划的设备堆放场。因此，风电施工必须要强化执行力度，严抓精益化管理，绝不能停留在口头上。只有超前的施工计划、超前资源安排投入，快速处理每天的事务，现场遇到的问题才能及时得到业主解决，才能给物供部门较充裕的时间进行物资采购的询价、比价，在满足工程需要的工期内、在市场价格较低的时段内购货，节约采购成本，以免在很快进入下一个工作循环时，耽误时机。由于风电场布置分散、安装场地狭小，但风机塔筒、叶片太长，安装现场一般都不具备堆放的条件，同时机组吊装使用的都是超大型吊车，这些吊装、运输设备不管是我们内部的还是对外租赁的，每天的固定费用都是好几万，所以要控制现场的成本，首先就必须控制好吊装、运输设备。目前我们的做法是：在制定风机安装的工期计划的同时要制定设备供货计划，还要多与业主、监理沟通，确保设备供货满足现场安装需要，避免施工设备等待时间，减少长距离的设备转场。集中时段使用大型设备，尽可能减少大型设备在施工现场的闲置，这样既满足施工进度要求，又节约施工机械的使用成本。如果风电项目的机械费用控制不好，那风电项目的经营将

风电发展趋势

一、世界风电产业发展的总趋势世界能源消耗量的持续增加，使全球范围内的能源危机形势愈发明显，缓解能源危机、开发可再生能源、实现能源的可持续发展成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，全球范围内的巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向。 1、世界风电装机容量发展迅猛基于美国、德国、法国、丹麦等发达国家对发展风能的高度关注，以及积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施极大地推动了世界风电产业的发展。据全球风能协会(GWEC)公布的1995-2009年统计数据，比较详实地揭示了世界风电装机容量的增长趋势。截至2006年底，世界风电装机新增装机容量为15. 197 GW（吉瓦，相当于103兆瓦），同比2005年增长31.8%, 1995年以来平均年增长27.24%：世界风电装机累积容量己达74.223 GW,同比2005年增长25.6%, 1995年以来平均年增长28.35%.最近GWEC数据显示：2007年世界新增风电装机容量为20.073 GW, 2008年新增装机容量超过27. 00 GW, 2009年新增装机容量为36. 5 GW,累计风电装机容量已逾150. 00 GW。 2、欧洲引领世界风电产业的发展 20世纪90年代起，欧洲制定了《风电发展计划》，确立了风电发展目标：2010年风电装机容量达到40 GW,并要求其成员国基于此发展目标制定本国的发展目标与计划。在德国、西班牙和丹麦等国推动下，风电在欧洲大多数国家得到了快速的发展。 3、风电已成为世界主要替代能源之一

风电叶片制造工艺现状及我国目前市场格局

风电叶片制造工艺现状及我国目前市场格局目前国外风机叶片大量采用复合材料制造，并向大型化、低成本、高性能、轻量化、多翼型和柔性化方向发展。而国内的风机叶片起步晚，离高性能叶片的要求有一定的距离。目前国外大的风力机叶片厂家已积极抢滩中国，如LM、Vestas、Gamesa以及Suzlon等均已入驻天津，就地生产叶片，占据了很大的市场份额。国内的主要厂家如中复连众、保定惠腾等均有引进技术。国家对可再生清洁能源的支持，加快了风力发电的发展速度，也为我国的大型复合材料叶片开发提供了一个不可多得的发展机遇。面临着巨大的市场需求和强劲的国际竞争，我国大型复合材料叶片有着巨大的发展机遇与挑战。风电叶片制造工艺发展现状传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造。手糊工艺的主要特点在于以手工劳动为主，简便易行、成本低，但效率亦低、质量不稳定且工作环境差，多用于中小型叶片的成形。因此手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低，而且产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品较高。特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还往往需要黏接第二次加工，黏接工艺需要黏接平台或型架以确保黏接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。叶片最新发展的成型方法是RTM，即树脂转移模塑成型法。将纤维预成型体置于模腔中，然后注入树脂，加温加压成形。RTM是目前世界上公认的低成本制造方法，发展迅速，应用广泛。应该指出的是RTM是该法的一个总称，其中可有多种分支。生产大型叶片多用的是VARTM和SCRIMP法。VARTM即真空辅助RTM一边抽真空一边注入树脂，此时只用单面模具，另一面用真空袋。SCRIMP即西曼复合材料熔塑成形法，为美国人西曼所发明，仅需单面模具且要求简单，另一面亦为真空袋，适用于制造大型复杂制件。TPI Composites公司已用该法制造了30m长的叶片。Vestas公司和Gamesa公司都采用了预充填的方法，该方法将预充填层切裁成合适的尺寸并放进上、下模段中，一个空心的翼梁也被分层覆盖在一个芯轴柄上。塑料薄膜被铺在三个模型之上，并利用真空法将多层纤维压缩在一起并挤走任何隐蔽的气泡。在真空状态时将模型加热到120 ℃，环氧树脂聚合物将变成黏度非常低的材料，空气释放有助于预充填层固紧在一块，几分钟后，升温使环氧树脂聚合物固化，固化之后，将塑料薄膜移走，将叶片部件黏合成一体。随着叶片技术的发展，热塑材料得到了应用。LM Glasfibre公司用玻璃钢、碳纤维和热

中国风电发展现状与未来展望

中国风电发展现状与未来展望一、风能资源 1.1 风能储量我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据全国900 多个气象站陆地上离地10m 高度资料进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2， 10 亿省/自治区近200km 宽的地带。三北地区风能资源丰富，风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场，但是当地电网容量较小，限制了风电的规模，而且距离负荷中心远，需要长距离输电。

沿海及其岛屿地区风能丰富带。沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省/市沿海近10km 宽的地带，冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，加上台湾海峡狭管效应的影响，东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。沿海地区经济发达，沿海及其岛屿地区风能资源丰富，风电场接入系统方便，与水电具有较好的 15m 的 1986 年建设山东荣成第一个示范风电场至今，经过近20 多年的努力，风电场装机规模不断扩大截止2004 年底，全国建成43 个风电场，安装风电机组1292台，装机规模达到76.4 万kW，居世界第10 位，亚洲第3 位（位于印度和日本之后）。另外，有关部门组织编制有关风电前期、

建设和运行规程，风电场管理逐步走向规范化。 2.2 专业队伍和设备制造水平提高，具备大规模发展风电的条件经过多年的实践，培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍，大型风电机组的制造技术我国已基本掌握，主要零部件国内都能自己制造。其中，600kW 及以下机组已有一定数量的整机厂，初步形成了整机试制和小，设备制年安元元/kW?h。 2.4 2003 年国务院电价改革方案规定风电暂不参与市场竞争，电量由电网企业按政府定价或招标价格优先购买。国家发展改革委从2003 年开始推行风电特许权开发方式，通过招投标确定风电开发商和上网电价，并与电网公司签订规范的购电协议，保证风电电量全部上网，风电电价高出常规

中国风力发电的发展现状及未来前景要点

中国风电发展现状及前景前言随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提

升的阶段。图表 1 世界风电装机总量图图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。图表 6 中国每年风电装机量示意图

风电机组检修维护工作经验总结与探索资料

风电机组检修维护工作经验总结与探索（中电投东北新能源发展有限公司）非常感谢中电联科技中心为我们创造了这次学习和交流机会。中电投东北新能源发展有限公司隶属于中国电力投资集团公司，成立于2008年1月，在集团公司和东北公司的正确领导下，经过三年多的发展，目前有北票北塔子、大连驼山、赤峰亿合公和煤窑山四个风电厂投产发电，装机台数229台，运行容量29.74万千瓦，资产总额20.8亿元。下面我就公司在风电厂运行维护等方面的一些经验和体会汇报如下：一、夯实安全生产基础积极推行标准化作业由于风电行业规模发展时间较短，各项标准相对不够完善，而且风电厂存在地理位置偏僻、机组分散、运行环境恶劣等不利因素，使风电机组检修维护作业存在很多困难。为此，我们也在积极探索和实践适用于风电厂的检修维护模式和管理方法。首先，我们从建章立制做起，编制并修订了符合风电厂特点的21项安全管理制度和27项生产管理制度，制定了风电厂防雷、防汛、防暴风雪等安全生产应急预案和反事故措施。其次，做好风电厂安全生产基础管理工作。认真贯彻落实安全生产管理的各项要求，完善安全生产监督体系和保障体系。同时，参照中电投东北公司下发的《火电机

组检修标准化管理办法》，严格执行风电厂检修项目计划，提前做好检修的各项准备工作，认真执行检修文件包制度，严格执行风机半年检和全年检的项目清单，为提高风机设备维护、健康水平奠定基础。二、加强风机运行指标分析和维护消缺管理通过对发电量、可利用率、平均风速等统计指标的统计分析，并把风机频发的故障作为分析的重点，逐步积累风机运行维护经验。其中，发电量的多少是衡量经济效益的主要指标，影响发电量的因素主要包括风资源情况、机组性能情况、电网情况等多种因素，风资源情况是最主要因素，但是一经选址，一个风场的风资源状况就将在一定时期内保持稳定，这就使得机组性能、机组可利用率、风电场运行维护水平成了决定一个风电场出力的主要因素。 1. 各风厂年利用小时指标 2010年，北塔子风电厂利用小时为2409小时，亿合公风电厂利用小时为2432小时，驼山风电厂利用小时为2434小时，煤窑山风电厂利用小时为497小时。 2. 年度发电量指标分析（以北塔子风电厂为例）

风电技术现状及发展趋势

率曲线比较长期以来风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式（ Constant Speed Constant Frequency 简称CSCF）和变速恒频发电方式（Variable Speed Constant Frequency 简称VSCF）两种。恒速恒频发电方式，概念模型通常为“恒速风力机 +感应发电机”，常采用定桨距失速或主动失速调节实现功率控制。在正常运行时，风力机保持恒速运行，转速由发电机的极数和齿轮箱决定。由于风速经常变化，功率系数C p不可能保持在最佳值，不能最大限度地捕获风能，效率低。变速恒频发电方式, 概念模型通常为“变速风力机+变速发电机（双馈异步发电机或低速永磁同步发电机）”，采用变桨距结构，启动时通过调节桨距控制发电机转速；并网后，在额定风速以下，调节发电机反转矩使转速跟随风速变化以保持最佳叶尖速比从而获得最大风能；在额定转速以上，采用变速与桨叶节距的双重调节限制风力机获取的能量以保证发电机功率输出的稳定性。前者结构简单、运行可靠，但其发电效率较低，而且由于机械承受应力较大，相应的装置成本较高。后者可以实现不同风速下高效发电从而使得系统的机械应力和装置成本都大大降低。两者运行功率曲线比较如图 3所示。可以看出，采用变速恒频发电方式, 能在风速变化的情况下实时调节风力机转速，使之始终在最佳转速上运行，捕获最大风能[2]。 2 风力发电技术发展趋势

我国风力发电现状及发展趋势

我国风力发电现状及发展趋势摘要：随着环境和能源问题的日益严峻，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术已被国家政府所重视。本文概述了风力发电的基本现状，分析了风电在国内外的发展状况、主要面临的问题及其解决途径和发展前景。关键词：风力发电；现状；发展趋势 1.风力发电概述众所周知, 可再生能源有水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。其中, 风能源于太阳辐射使地球表面受热不均、导致大气层中压力分布不均而使空气沿水平方向运动所获得的动能。据估计, 地球上可开发利用的风能约为2*107 MW, 是水能的10倍, 只要利用1%的风能即可满足全球能源的需求[1]。据中国气象科学研究院估算，在中国，10m 高度可开发的风能为10亿kW 以上（陆地2.5亿kW ，海上7.5亿kW ）[2]。在石油、天然气等不可再生能源日益短缺及大量化石能源燃烧导致大气污染、酸雨和温室效应加剧的现实面前, 风力发电作为当今世界清洁可再生能源开发利用中技术最成熟、发展最迅速、商业化前景最广阔的发电方式之一已受到广泛重视[3]。 2.风力发电原理风力发电机的分类 2.1.风力发电原理力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。风吹动风力机叶片旋转, 转速通常较低, 需要齿轮箱增速, 将高速转轴连接到发电机转子并带动发电机发电, 发电机输出端接一个升压变压器后连接到电网中。典型的风力发电系统包括风力机(叶片、轮毅等部分)及其控制器、转轴、换流器、发电机及其控制器等。风速、作为风力机及其控制器的输入信号, 风力机控制器将风速与参考值进行比较, 向风力机输出桨距角信号, 调整输出机械转矩T 和机械功率。转轴输出的机械功率输入到发电机中, 发电机的输出功率经过换流器输送到变压器中, 最终输送至电网。风能的表达式为： 32 1νρts E = (式1-1) 式中：s —单位时间内气流流过截面积(m 2) ρ—空气密度(kg/m 3) v —风速(m/s)

我国的风能发展的现状和发展前景

我国的风能发展的现状和发展前景南京工程学院张德军摘要：随着环境和能源问题的日益严峻，可再生能源的开发，尤其是风力发电技术已被越来越多的国家所重视，而对应用在风力发电系统中的逆变器和调制方法的研究尤为重要。重点介绍了我国的风能资源情况和我国目前的发展状况，指出了存在的主要问题，分析了产生这些问题的原因，明确了我国风力发电事业发展的主要措施和途径，并进一步阐述了风力发电在未来的发展趋势及风力发电的优势。关键词：风力发电；发展状况；发展趋势\ 内容： Current Situation and Development Trend of Wind Power Technology .LI Jianlin，GAO Zhigang，FU Xunbo，LI Zhengmin（Institute of Electrical Engineering Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080,China Abstract Due to the deterioration of the circumstance and the short supply of the energies，more and more attention was paid to the development of the regenerable energies，especially the wind energy．It is introduced the development condition of the various countries’wind power generation and wind electrical machinery, focusing on our country’s wind energy resources and the current state of development, pointing out the main problems, analyzing causes of these problems, clarifying the main measures and means of wind power facilities. The future development trends and advantages of wind power are further elaborated on. Keywords wind power generation; development situation; development tendency 一、我国风力资源与风电发展的现状我国风能资源丰富，主要分布在东部沿海及附近岛屿、西北、东北和华北等地区。我国风能资源的理论蕴藏量为32.26亿kW，可开发的装机容量就有2.53亿kW，居世界首位，与可开发的水电装机容量（3.78亿kW）为同一量级，具有形成商业化、规模化发展的资源潜力。预计到2020年，我国风电装机将达到2000万kW。我国政府十分重视风力发电产业，1996年就制订的《乘风计划》，旨在鼓励提高中大型风力发电机制造技术和国产化率，“十五”期间计划在风力发电产业投资15亿元。目前，全国累计安装小型风力发电机近20万台，用作解决西部无电地区农牧民生产生活用电发挥了重要作用。在广东、福建、内蒙古、新疆等地已建成26个风电场，总装机容量近50万kw。尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右，但装备制造水平与装机总容量与发达国家还有较大差距。我国风力发电装机容量仅占全国电力装机的0.11%，风力发电潜力巨大。但是，我国的风力发电建设规模小，没有形成经济批量，且风电设备主要依靠进口，价格昂贵。我国风电场每千瓦造价约8000～9000元，风电场的风能年利用小时数一般为2700h，发电成本约为0.6～0.9元/kWh；一些地方的风能利用小时数达到3200h，发电成本可降到0.45～0.70元/kWh，与常规的火力发电和水力发电相比，成本仍然偏高。存在的问题包括：（1）总体技术水平不高，在生产工艺、外观质量、运行的可靠性方面与国外机组有一定的差距；（2）产品品种还不齐全，目前，我国百瓦级的户用小型风力发电机组可大批量生产，千瓦级的风力发电机组也可小批量生产，而10千瓦级的产品在国内还不能够生产，没有可供的产品；