花陽 凌佳楠

：以化石能源為基礎的不可再生能源終將被以風能為代表的新能源所取代。當前，人們呼喚著新的清潔環(huán)保資源，而風能作為新能源中的重要支柱，在環(huán)境保護與經(jīng)濟效益層面盡顯優(yōu)勢。我國地理環(huán)境復雜，擁有廣闊的草原、戈壁和綿長的海岸線，它們都為國家風力資源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好條件，總體來看國家風力發(fā)電發(fā)展趨勢較好。本文窺探了我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、技術管理方法，并對產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢進行了綜合展望。

風力發(fā)電;發(fā)展現(xiàn)狀;技術管理方法;未來發(fā)展趨勢

風能是一種取之不盡，用之不竭的可再生清潔能源，全世界的風能儲量高達2.74×106GW，中國的風能開發(fā)潛力也在2.5×103GW以上。近年來，隨著風力發(fā)電技術的提升，其成本也在不斷降低，全球的風力發(fā)電增長迅猛，我國的風電行業(yè)更是獲得了跨越式的發(fā)展。截止2018年，全球風電裝機總?cè)萘窟_到了6×102GW，其發(fā)電量滿足了世界電力需求的6%，我國的風電裝機容量為2.21×102GW，約占全球裝機容量的37%，位居世界第一。

我國的風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，早在2009年，新增風能發(fā)電項目數(shù)量與風電發(fā)電量均已上升到全球第1位，且10年來發(fā)展速度不減，平均每年有20座以上的風電場建成，其中每座風電場發(fā)電能力都至少在100MW以上。按照我國所制定的長遠風能發(fā)電計劃，到2020年為止預計風能發(fā)電能力達到1.6億kW以上。我國國土幅員遼闊、陸地邊疆總長度超過2萬公里，海岸線總長度超過1.8萬公里。根據(jù)國家氣象部門相關調(diào)研資料顯示，我國風能資源蓄積豐富，其中可供陸地風能發(fā)電資源的風量超過260GW，而可供利用的海洋風能資源則更高出陸地部分的3倍以上?？v觀我國整個西部、西北部地區(qū)都蘊藏了無限的風能資源。根據(jù)統(tǒng)計，我國目前年平均風速在6m/s以上的地區(qū)占到國土總面積的1.2%，僅次于美國、俄羅斯，位居世界第3位。

2.1風電產(chǎn)業(yè)政策影響

雖然我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展體量大、前景好，但受國家產(chǎn)業(yè)政策的影響較為突出。目前我國針對風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)制定了較為完整的風力開發(fā)投資體制、風機發(fā)展激勵體制以及國家及地方風電采購政策，在促進風電產(chǎn)業(yè)項目發(fā)展的過程中起到了重要的促進作用。但受到風電補貼政策與現(xiàn)有規(guī)范的局限性影響，我國風電產(chǎn)業(yè)項目在近幾年出現(xiàn)了大干快上的局面，造成風電新技術尚未得到時間的檢驗，設計部門傾向于保守設計，工程經(jīng)驗難以總結(jié)，造成國家風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不合理與失衡。在此情況下，我國風電產(chǎn)業(yè)未來快速發(fā)展進程也受到嚴重制約。

2.2風電設備產(chǎn)國產(chǎn)化水平影響

在過去十余年里我國的風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了極大的進步，但對于外國技術設備仍存在較強的依賴性。一方面，目前我國風電產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)實力相對薄弱，主要來源于過去在風電產(chǎn)業(yè)關鍵技術儲備和人才儲備的不足。在海上風電“搶裝潮”背景下，這一矛盾尤為凸顯，總體技術水平落后于發(fā)達國家的基本面仍未改變。另一方面，從國內(nèi)風電設備市場發(fā)展角度看，進口風電設備在高端市場的壟斷也有很大影響，高可靠性、大容量風機機型仍依賴外國風電設備與技術，這在相當程度上提高了我國風電產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展成本，對于我國自主發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)較為不利。

3.1智能化風電生產(chǎn)預測管理技術

風電作為一種分布式能源，其在生產(chǎn)管理方面需要下足功夫，主要圍繞如何提高風能轉(zhuǎn)化效率展開研究，提出合理管理技術策略，進而增加風電企業(yè)盈利能力。具體來講，為了有效促進風電產(chǎn)業(yè)有效發(fā)展，目前個別地區(qū)已經(jīng)全面啟用了智能化風電生產(chǎn)預測管理系統(tǒng)，通過該技術對風電生產(chǎn)過程預測與智能化管理。首先是運用到了系統(tǒng)中的智能化風電生產(chǎn)預測技術，對天氣情況進行預測，采用時間序列法手段對風力發(fā)電輸出功率進行合理預測與規(guī)劃，不斷增大風能發(fā)電可靠性。在技術應用中主要配合了用電負荷預測管理技術，一方面合理規(guī)范發(fā)電量，滿足削峰填谷、能源節(jié)約條件;另一方面對風能進行中長期預測管理，結(jié)合人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡或非線性模型對風能實施短期預測，有效提高風能預測準確性。在該過程中，還可基于多種預測管理方法綜合展開風能預測過程，明確風電生產(chǎn)發(fā)展趨勢。其次是運用到了智能化管理技術，主要加強基于電力電子器件中的整流器研發(fā)與實踐應用?？紤]到風能本身具有較大的不穩(wěn)定性，在直接發(fā)電過程中會導致輸出電能e質(zhì)量低下。為此某些地區(qū)選擇采用PWM整流器，配合直流同步發(fā)電系統(tǒng)進行并網(wǎng)處理，即利用直流同步發(fā)電系統(tǒng)配合交直交整流逆變系統(tǒng)實施并網(wǎng)技術操作處理，有效提升風電發(fā)電電能質(zhì)量。再者還運用到了低電壓穿越技術，該技術的主要特點是能夠保證風電發(fā)電機在電壓跌落時還能保持不脫網(wǎng)繼續(xù)運行超過600ms以上。如果電壓跌落指標超過20%，風能發(fā)電機才會轉(zhuǎn)入脫網(wǎng)運行狀態(tài)，即低電壓穿越技術可為電網(wǎng)提供無功技術支持，有效提高電網(wǎng)供電技術安全可靠性。

3.2大型陸上風機控制管理技術

大型陸上風機控制管理技術系統(tǒng)所采用的是氣動設計理念，它管控策略豐富且到位，可充分將風機與風電生產(chǎn)過程結(jié)合起來，最大限度發(fā)揮高地風電生產(chǎn)技術優(yōu)勢，實現(xiàn)風電生產(chǎn)安全穩(wěn)定管理。采用大型陸上風機主要通過其大功率與安全控制管理策略控制生產(chǎn)變量與生產(chǎn)效率，這其中就包括了變槳控制、整機控制、變速恒頻控制以及整機安全、狀態(tài)、運行與監(jiān)測控制等等。這些管控措施追求精細化管理內(nèi)涵，可指揮風機實現(xiàn)高效安全生產(chǎn)運行過程。例如直驅(qū)式風機就采用了直接驅(qū)動技術，它不需進齒輪箱傳動，主要通過風輪驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，在風電轉(zhuǎn)換效率與降噪效率方面表現(xiàn)良好，可最大限度降低風機齒輪箱運行故障，提高風機生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。運用大型陸上風機管理風電生產(chǎn)在我國已經(jīng)獲得認可，但其生產(chǎn)管理技術依然還處于攻關試驗發(fā)展階段，就目前的國內(nèi)風電市場運作狀況來看，以西門子歌美颯4X平臺機型SG 5.0-145為例，陸上風電機組單機容量最大可達5MW，而已投產(chǎn)并網(wǎng)的陸上風機單機容量也超過了3MW。

我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景較好，在國家對于風電產(chǎn)業(yè)逐步退補貼的背景下，未來的發(fā)展應當更多地回歸市場導向。目前國內(nèi)針對新能源的發(fā)展支持力度較大，特別對于風電行業(yè)更給予了相當大的政策傾斜與財政補貼，這為促進我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。預測我國2020年風電裝機容量將超過1.8億kW，屆時我國也會開啟對風電生產(chǎn)系統(tǒng)的有效重組過程，更多建立中小型風場，構(gòu)建風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。

綜上所述，風電資源取之不盡用之不竭，大力推動風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有良好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。我國未來還需認清發(fā)展形勢，基于最有效發(fā)展方案提出風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方案，將風能逐漸發(fā)展成為我國能源體系建設主要力量。

[1]徐攀，楊麗紅，陳家麗.江蘇沿海風力發(fā)電現(xiàn)狀及探討[J].中國水運（下半月），2018，18（9）：90-91.

[2]曹國衛(wèi).加強重大活動保供電工作的思考[J].電力需求側(cè)管理，2010（3）：72-73.

[3] 呂金鵬?. 風力發(fā)電的發(fā)展狀況與發(fā)展趨勢?[J]. 決策探索（ 中 ），2018（01）：80-81.

[4] 黃加明?. 風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及前景探討?[J]. 應用能源技術 ，2015（04）：47-50.