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
资源，所以如何加以利用与开发是我们应该面对的主要问题，虽然在我风力发电国目前在内蒙古、新疆、甘肃以及河北地区开发利用情况相对不错，已成为当地主要供电来源之一，但是在我国其他地域对于风能的利用的效果微乎其微。所以合理利用风能是大有可为的，截止2016年底根据不完全统计在我国国电力装机仅仅约260万kW。故大力发展我国的风力发电行业已成为了迫在眉睫的问题。
本论文的主要内容
通过对现当代环境的研究可知现目前全球的气温普遍升高，而通过风电能在一定程度上大减缓这个问题。本论文透过这个现象对我国的现阶段风力进行一定的研究和展望。本论文主要包括阐述我国的风力资源情况。详细的描述了我国风力资源的分布；通过风电的核心——风机阐述在我国风机成为限制时下风力发电的原因；通过分析现当代对于风力发电的一些政策进行说明限制风力发电的主要原因；最后进行说明当下为解决这一系列限制风力发电的因素而提出的一些可行性方法。
第2章我国风电现状
我们应该认识到如果风电大力发展所带来的环境社会效益：
1、2020 年，全国风电年发电量将达到 4200 亿千瓦时，约占全国总发电量的 6%，为实现非化石能源占一次能源消费比重达到 15%的目标提供重要支撑。
2、按 2020 年风电发电量测算，相当于每年节约亿吨标准煤，减少排放二氧化碳亿吨，二氧化硫 130 万吨，氮氧化物 110 万吨，对减轻大气污染和控制温室气体排放起到重要作用。
3、“十三五”期间，风电带动相关产业发展的能力显着增强，就业规模不断增加，新增就业人数 30 万人左右。到 2020 年，风电产业从业人数达到 80 万人左右。
我国现阶段的风电情况
截止到2016年末，我国的可再生能源发电装机容量就已经达到了亿千瓦其中风电装机亿千瓦，占全部电力装机的%；我国土地辽阔，跟据有关数据统计显示，我国的风力资源在世界上位居第三位，仅次于俄罗斯和美国。无论陆地还是海上都有着丰饶的风力资源。有关实验证明：在距离地面10m的高度对全国900多个气象站进行研究，最后研究数据显示平均风功率密度为100W/m2，而风能资源量达到了亿千瓦，而在这其中可利用风能资源就大约有10亿千瓦左右。所以由此可见风能利用空间非常巨大。但是风力发电在中国部分地区所发挥的作用已越来越明显。如：
（1）内蒙古地区大约就有32亿千瓦装机容量可供开发，而内蒙古可供开发的风能达亿千瓦即内蒙古风能资源可开发量约占全国一半。目前正在着手努力建成第一个中国的风电三峡。
（2）新疆，仅仅陆上风能资源就占全国总量得37%仅次于内蒙古。新疆还拥有阿拉山口风区、额尔齐、百里风区等共九大风区。这些地区的可利用风能之和大约在240亿千瓦时以上。风电的总装机容量可达到8000万千瓦以上，几乎相当于个三峡水电站的装机容量。
（3）河北地区，作为国家七个千万千瓦级风电基地之一的河北地区。其间最为典型的河北省现时下风电累计装机容量也已达到580万千瓦位列全国风电装机总量第三位。
（4）甘肃地区，目前甘肃地区全省发电装机2512万千瓦风电上网装机已经达到420万千瓦占%按照规划到2020年风电装机将达到3000万千瓦也就是说到那时风电的装机量将超过目前的总装机量。
第3章风力发电的限制因数
现目前限制风力发电的主要客观因素——风机
就时下在风机制造程度上，无论国内还是国外的所使用的兆瓦级机型主要用Bonus、Vestas、NEG-Micon、Nordtank、Nordex、Gamesa等境外厂家制造，而在现当代我国所使用的风机主要是——并网型风机，而这种风机时下主要也是由那些厂家所提供的。而我国，任还处于研发阶段，我国自己所生产750kW已是现目前最大的风机组。眼下在我国所使用的巨型风机多数只能从国外引入或者寻找国外厂家协同制造。这也成为了制约风力发电的发展的一个关键因素。
利益：风机作为一种产品，必须考虑收益。风场主：主要考虑单位千瓦造价，比如，投资50MW风场，大概需要投多少钱，每年可以卖多少电，几年可以收回成本：成本主要由零部件的结构决定的。设计安全系数过高，则会导致机组过重，同时增添了材料的使用和运送的金额。设计安全系数偏低，会影响机组的安全性。整机制造商：主要考虑成本、可靠性、可维护性、发电量。
风机的日常运行的影响因素
风机运行工况受到：风况（如：正常湍流模型、极端风速模型、极端工作阵风、极端风向变化、极端相干阵风、方向变化的极端相干阵风、风的方向和速度均变化、极端风速切变）以及外界环境条件（如：温度、湿度、空气密度、重力加速度、冰载、地震）等方面影响。中国风力发电政策与预测
现目前限制风力发电的主要因素
现目前经济性是限制风电发展的一大重要指标，现目前风电的成本好无法与传统的水电和火电进行相竞争，据介绍，中国风能发电价格有两种形成机制，一是中央通过招标方式确定的价格，从－元不等，目前大约有接近200万千瓦的此类项目。其次是地方自主决定的价格，除江苏之外，均比中央政府的招标价格高元左右，共有800万千瓦的项目。虽然目前风力发电成本逐渐下降，并且国家发改委高官已经明确表示：目前中国不需要提高风电价格但是在现目前阶段在魏国风力发电的上网电价依旧比煤电等要高出～元／kWh。其中最主要的原因之一就是因为风机的大型化发展，而且风机组大型化的进度仍然呈逐步递增的现象。但是目前风力发电主要所面临的最主要的问题就是: 建造风机的成本以及风机的可靠性问题。
以及风机的可靠性，现目前风机的使用寿命不高大约在20%左右且风机的日常维护成本相对而言比较高，所以一旦解决风机的可靠性问题，这将是推动风力发电的一个重要因素之一。
时下的电力运行制度运用到风力发电上并不适合以及风电跨省区调节制度并不强，时下国家针对这一系列问题也并没有发布相应的政策来支持风电的发展，以及其他相关政策的支持不到位。所以最终多种因素的相结合最终造成了部分地区风电消纳问题以及大部分风力资源未得到有效的利用及开发。
而限制风电的另一个因素就是部分地区的风能开发困难，而在这其中最为明显的就是海上风能，现目前海上可利用风能资源更丰富并且海上风速高于陆地并且稳定，不过现目前海上风电开发所面临的最大的问题就是开发难度相对而言比较加，不过相信随着科技的进步，风电技术的进一步发展，海上风电将会在不久的将来普及。
而国家在在支持风电发展的政策上也需要进行进一步的完善，而同时国民支持风电的意识也有待提高。这其中主主要的问题就是在部分地区大力建造风电场，但是最后的利用率却很低，而国民对于风力发电最终所起到的环保作用意识不高，因为风力发电对于环境的有力作用不是一时就能看到的，故普遍不看好风电。所以在风电的鼓舞政策以及所带来的环保作用有待加强。
解决时下限制风力发电的可行性方法
我们首先得明确现阶段需要解决的重点任务就是：
1.切实有效解决风电消纳问题
2.提升中东部和南方地区风电开发利用水平
3.推动技术自主创新和产业体系建设
4.完善风电行业管理体系
5.建立优胜劣汰的市场竞争机制
6.加强国际合作
7.发挥金融对风电产业的支持作用
现阶段风电需要得到创新发展方式：
1.开展省内风电高比例消纳示范
2.促进区域风电协同消纳
3.推动风电与水电等可再生能源互补利用
4.拓展风电就地利用方式
现阶段需要针对风电健全的保障措施：
1.完善年度开发方案管理机制
2.落实全额保障性收购制度
3.加强运行消纳情况监管
4.创新价格及补贴机制
第4章风电发展趋势预测
风电已成为我国新新能源电力装机的重要组成部分之一。根据我国风电开发建设的资源特点和并网运行现状，在现阶段我国风电主要布局原则如下：
1. 加大对我国东部以及南方地区的风能开发力度，为了进一步加强我国风力发电的规模，并对各地区做出以下规划（见表4-1），并力争在 2020 年时风电新增并网装机容量
2. 在华北、东北、以及西北地区现目前的主要问题就是解决规划稳定规模和优化布局以及根治弃风。在三北地区（华北、东北、西北）风力资源丰富但是消纳率较低。在2020年基本要完成通过在现有的基础上实现就地消纳或者并入电网的方式进行外送但是在风电利用小时数未达到最低保障性收购小时数之前，并网规模不宜突破规划确定的发展目标（见表4-2）。
3. 利用各省的输电线路合理规划对风电进行输送和消纳。合理规划风电、水电、火电等各类发电资源的分配方案，并高效率的扩展在东北、西北、华北的本地消纳以及周边地区的
消纳情况。利用通道送出的风电项目在开工建设之前，需落实消纳市场并明确线路的调度运
4、加强海上风力建设的发展，虽然目前海上风电的难度相对于陆地还比较大，但是要努力争取突破这个瓶颈，毕竟在我国海上风力资源也是相当丰富的。针对这一措施在《十二五风电发展建设》中提到：到 2020 年四省（江苏、浙江、福建、广东省）海上风力发电电规模均突破百万千瓦。而针对于其他省份则以探索的态度发展（具体建设规划见表4-4），
第5章结论
通过这次对于风能发电的研究，让我收获颇多。在写这篇论文之前我一直认为风力发电就是所谓的“垃圾电”但是通过写这篇文章让我明白原来通过身边最不起眼的风，原来也能铸就电力发展。随着现代科技的飞速发展，我国在世界上的国际地位变得尤为重要，以和平主义为旗帜的中国在帮助其他国家进步的同时，也在努力建设着我国的经济发展，然而电力行业是我国经济发展的一个重中之重，它体现了我国的发展水平。风力发电是多种发电中占很大优势的一个项目。风力发电与火电、水电等有着明显的优势。主观优势有如下几点：
1.自然资源，取之不尽，用之不竭。
2.资源丰富，风能资源远大于不可再生资源。
3.污染少，在当今这个大气污染严重、雾霾严重的时代，使我们的地球妈
妈尽可能少的受到伤害
4.维护方便，注重自动化的高科技管理方式。
而之所以我国风电得不到突破性的发展主要有如下几点：
1.现目前我国所使用的大型风机基本依靠国外引进。
2.现目前风力发电成本仍高于传统的火力和水利发电成本
3.可再生能源供热缺乏支持政策
4.风力发电受到地域限制。
5.风机的使用寿命不长以及维护成本过高
6.对于环境保护意识并不强。
我认为在风电方面我们真的应该像德国学习，德国在从20世纪90年代开始就加强了风力发电的建设，现目前德国已可谓是“世界风力发电的领军国”。甚至我们的邻国印度在2006年时风电装机容量就已经达到了627万千瓦。我国的经济发展还在举步前进，那么我国的电力行业肯定也在不断改进，所以我们后辈不仅要学习优秀前辈的精华还要善于自己总结，用丰富自己学识和实践，为今后的风力发电提出自己切实可行的见解，为风力发电再创辉煌。