江彥宏 廖衛(wèi)華 張 婷 羅青霄 上海電力學(xué)院

上海是一個(gè)能源匱乏的城市，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，上海的能源消耗日益趨多，并且上海對(duì)外界能源的依賴(lài)度很大，所以尋找和開(kāi)發(fā)可再生能源已是當(dāng)務(wù)之急。風(fēng)能是當(dāng)今積極發(fā)展和利用的最具有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕那鍧嵞茉础ｏL(fēng)能在能源的轉(zhuǎn)化過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，不會(huì)排放任何污染物，保證了對(duì)環(huán)境不造成污染。上海有著優(yōu)良的地理環(huán)境，有著較長(zhǎng)的海岸線(xiàn)和廣闊的灘涂等，盛行季風(fēng)，風(fēng)力資源很豐富，并且上海電子和機(jī)械制造業(yè)水平很高，所以上海具有發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電可以緩解電力供應(yīng)緊張，改善能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 上海風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 上海風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)良條件

上海市地處長(zhǎng)江入?？?，擁有將近1.2萬(wàn) k㎡的近海面積，在崇明三島水域，南匯（臨港）海域，奉賢、金山海域建立了海上風(fēng)電廠(chǎng)。上海全年最多風(fēng)向是東南、西北和東北三個(gè)方位，以偏東南風(fēng)最為顯著。上海冬季較多盛行西北風(fēng)，西北風(fēng)的頻率較高，占50%～55%；夏季風(fēng)向多以東南風(fēng)為主，其頻率多達(dá)60%左右，兩者相互結(jié)合使得上海的風(fēng)力發(fā)電優(yōu)勢(shì)盡顯。根據(jù)上海氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì)，上海市郊區(qū)平均風(fēng)速在3.6～4.0 m/s，比市區(qū)附近大得多，在臨近江海岸線(xiàn)地區(qū)，平均風(fēng)速又比郊區(qū)城鎮(zhèn)平均風(fēng)速大0.5 m/s。在沿海大部分灘涂地區(qū)以及廣闊的近海陸面高空平均風(fēng)速約為4.5～5.5 m/s?？紤]到上海的土地資源相當(dāng)稀缺，因此風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)的選址一般是在郊區(qū)。由上述分析可以看出，上海市擁有豐富的風(fēng)力資源，有著大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的潛力和自然條件，并且上海計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷改進(jìn)，以及機(jī)械、電子和電機(jī)制造技術(shù)相當(dāng)成熟，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造提供了良好的基礎(chǔ)條件。

1.2 上海風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

上海建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)有諸多優(yōu)勢(shì)。首先風(fēng)力發(fā)電是一種可再生清潔能源，符和我國(guó)與上海市實(shí)施的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策。其次，由于風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)本身規(guī)模相對(duì)較小，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性影響很小，如果將其依托大電網(wǎng)，配合大電網(wǎng)，補(bǔ)充電力供應(yīng)，可以滿(mǎn)足用電需求。再次以引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合上海本身具有的經(jīng)濟(jì)、地理、政策、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)上海市風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。此外，建成后的風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)可以作為一道新型景觀(guān)，為人們提供休閑放松的好去處。

上海市的風(fēng)力發(fā)電正在迅猛發(fā)展。例如，2003年10月建成并投入運(yùn)行的裝機(jī)容量為4 臺(tái)850 kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的奉賢風(fēng)電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了上海電力發(fā)展史上風(fēng)電“零”的突破。南匯、崇明風(fēng)電場(chǎng)系利用世界銀行貸款的建設(shè)工程，風(fēng)電場(chǎng)采購(gòu)的是14臺(tái)美國(guó)GE風(fēng)能公司生產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量為1 500 kW，其中11臺(tái)安裝在南匯大治河口南側(cè)海岸，3臺(tái)安裝在崇明東旺沙東海岸。南匯、崇明風(fēng)電場(chǎng)已于2005 年投入商業(yè)運(yùn)行。

就東海大橋風(fēng)電場(chǎng)而言，風(fēng)資源特性如下：

（1）風(fēng)能資源豐富存在于大自然，70米高度年平均風(fēng)速達(dá)8 m/s 以上，風(fēng)力密度也很大。

（2）有效風(fēng)時(shí)數(shù)較高，上海風(fēng)力發(fā)電風(fēng)速小時(shí)數(shù)約為8 000 h以上。

（3）由于較穩(wěn)定的場(chǎng)址區(qū)主風(fēng)向，有利于風(fēng)機(jī)的布置，這樣能減少風(fēng)機(jī)間尾流影響引起的電量損失。

（4）日風(fēng)速、風(fēng)功率分布較好，風(fēng)電場(chǎng)日風(fēng)速和風(fēng)功率高值出現(xiàn)在15:00-23:00，有利于電網(wǎng)的調(diào)度與調(diào)節(jié)。由于上海位于入?？冢磕陹断履嗌?，在入海口不斷沉積，這就會(huì)慢慢地形成大片淺灘，為風(fēng)電廠(chǎng)建設(shè)提供施工地。

上海地區(qū)8個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)概況見(jiàn)表1。

表1列舉了上海地區(qū)8個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)，根據(jù)地形和技術(shù)的制約，各有其特點(diǎn)。各個(gè)地方的裝機(jī)容量各不相同，一般在100 MW左右。

2 上海風(fēng)力發(fā)電的前景分析

2.1 當(dāng)前上海風(fēng)力發(fā)電存在的問(wèn)題

目前我國(guó)已經(jīng)在大部分省區(qū)開(kāi)發(fā)建成兩百多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝風(fēng)電機(jī)組1.1萬(wàn)多臺(tái)。除了陸上風(fēng)電得到持續(xù)發(fā)展外，也加快海上風(fēng)電建設(shè)的步伐。由于處于初級(jí)發(fā)展階段，發(fā)展中存在如下一些問(wèn)題（上海也如此）：

表1 上海地區(qū)8個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)

（1）國(guó)家對(duì)風(fēng)力發(fā)電的扶持力度還不夠，缺少有力的制度和政策的保障，缺乏具有明確目的性的、易于操作的補(bǔ)貼政策和稅收政策等；

（2）企業(yè)組織生產(chǎn)資金緊張，流動(dòng)資金困難；

（3）對(duì)風(fēng)力發(fā)電的宣傳力度不夠大；

（4）售后維修服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)工作跟不上，使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的推廣和應(yīng)用達(dá)不到預(yù)期的效果；

（5） 風(fēng)電場(chǎng)附屬設(shè)施費(fèi)用和管理成本在電價(jià)中的比例較高，不利于降低發(fā)電成本。

2.2 借鑒外國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電

國(guó)外風(fēng)電機(jī)組發(fā)展已趨向大型化，其中變距型為750千瓦，而且正向兆瓦級(jí)邁進(jìn)。從全世界來(lái)看，1990年全世界并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總?cè)萘考s為250萬(wàn)千瓦，其中美國(guó)占64%，相當(dāng)于一座中型核電站。德國(guó)地處歐洲大陸的北部，擁有豐富的風(fēng)力資源，其風(fēng)電開(kāi)發(fā)利用規(guī)模處于絕對(duì)的世界領(lǐng)先地位，2002年德國(guó)的裝機(jī)容量為10 900 MW，位列世界第一。德國(guó)也通過(guò)制定一系列的激勵(lì)政策促進(jìn)風(fēng)電發(fā)展，包括再生能源所發(fā)電量都由電力公司購(gòu)買(mǎi)，銀行為建設(shè)風(fēng)電廠(chǎng)的融資提供幫助等，20世紀(jì)80年代，德國(guó)政府資助了一系列研究計(jì)劃，比如投資補(bǔ)貼，增收節(jié)能減排費(fèi)用于風(fēng)力發(fā)電等。

2.3 運(yùn)用現(xiàn)有政策促進(jìn)上海市風(fēng)力發(fā)電發(fā)展

為了使得風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展和盡快跟上國(guó)際的步伐， 2005年起，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了很多扶持和保障風(fēng)電發(fā)展的政策，為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展提供良好的外部環(huán)境，具體有以下幾個(gè)方面：

（1）支持風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化；

（2）風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)；

（3）強(qiáng)制風(fēng)電發(fā)電目標(biāo)；

（4）稅收財(cái)政支持。

同時(shí)，我們還需要引進(jìn)外國(guó)人才或者選派優(yōu)秀人才出國(guó)學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。畢竟進(jìn)口器件需要付高昂的關(guān)稅，只有自己掌握了這種技術(shù)，自行開(kāi)發(fā)研究，發(fā)明屬于自己的產(chǎn)品，這樣才能引領(lǐng)國(guó)際潮流。

2.4 上海風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展前景

上海市是一個(gè)國(guó)際大都市，用電量非常緊張。由于人民生活水平提高和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)用電量的需求不斷增加，我們可以將小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引進(jìn)住戶(hù)家里，通過(guò)此方法可以使得風(fēng)力發(fā)電更加快速發(fā)展，而大功率機(jī)組仍然逐年增加。這樣一方面可以緩解電廠(chǎng)的壓力，一方面還可以改善人民的生活水平。同時(shí)，我們可以在沿海郊區(qū)采取風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電?？梢圆捎蔑L(fēng)光互補(bǔ)多臺(tái)組合式系列發(fā)電系統(tǒng)。該配置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。為合理開(kāi)發(fā)利用上海的風(fēng)資源，使上海的風(fēng)資源開(kāi)發(fā)建設(shè)能抓住全國(guó)風(fēng)資源開(kāi)發(fā)和風(fēng)力發(fā)電行業(yè)蓬勃發(fā)展的良好機(jī)遇，需結(jié)合各場(chǎng)址的建設(shè)條件 ，優(yōu)先開(kāi)發(fā)風(fēng)資源條件好的風(fēng)電場(chǎng)。至2010年上海市風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)規(guī)模已達(dá)34萬(wàn)kW，其中目前已完成業(yè)主招標(biāo)工作的東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)是上海市“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的項(xiàng)目之一；至2020年上海市風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)規(guī)?？蛇_(dá)100萬(wàn)kW以上。

由此我們可以預(yù)測(cè)出未來(lái)上海風(fēng)力發(fā)電具有以下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）功率由小變大，為滿(mǎn)足家用電器的需要戶(hù)用機(jī)組從小功率發(fā)展到大功率；

（2）由一戶(hù)一臺(tái)擴(kuò)大到聯(lián)網(wǎng)供電；

（3）由單一風(fēng)力發(fā)電發(fā)展到多能互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)多種能源相結(jié)合；

（4）逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，向其他用電領(lǐng)域發(fā)展。總而言之，有國(guó)家的政策支持和上海本身具有的優(yōu)勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電前景非常光明。同時(shí)我們也對(duì)上海風(fēng)力發(fā)電提出幾點(diǎn)建議：

第一，爭(zhēng)取國(guó)家優(yōu)惠政策

風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，不僅僅依靠技術(shù)，也需要國(guó)家多方面的政策支持。世界風(fēng)電的發(fā)展初期，正式憑借著各國(guó)的政策支持才形成現(xiàn)在的規(guī)模。如果上海要大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，就必須要有國(guó)家政策的支持?？梢约涌祀娋W(wǎng)合理布局，形成完備的風(fēng)電輸電系統(tǒng)。

第二，加快風(fēng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化

如同其他許多先進(jìn)的設(shè)備一樣，目前我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還不是非常完善，技術(shù)發(fā)展水平還不高，需要借助很多國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)。

第三，做好管理體制改革

一個(gè)好的電力系統(tǒng)，發(fā)展起來(lái)，不僅依靠他先進(jìn)的技術(shù)，更依靠的是好的管理體制。有完備的技術(shù)，加上優(yōu)秀的人才和先進(jìn)的管理，方可使風(fēng)力發(fā)電更為快速的發(fā)展。

第四，提高人員素質(zhì)，加強(qiáng)創(chuàng)新

國(guó)外風(fēng)電發(fā)展表明，優(yōu)秀的風(fēng)電管理人才，是風(fēng)電安全生產(chǎn)，正常運(yùn)行的必要條件。要適應(yīng)風(fēng)電發(fā)展的需求，就要不斷提高風(fēng)電人員的素質(zhì)，在技術(shù)上，管理上都要有更進(jìn)一步的發(fā)展。

3 結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)力發(fā)電是一個(gè)能源發(fā)展的重要部分。通過(guò)上述分析，上海市目前大型風(fēng)力發(fā)電趨于完善，但是小型風(fēng)力發(fā)電還沒(méi)有深入人心。另一方面，我們還要有環(huán)境保護(hù)意識(shí)，火力發(fā)電環(huán)保壓力較大，還是要積極促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，改變能源結(jié)構(gòu)，使上海甚至國(guó)家得到可持續(xù)的發(fā)展。

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