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1、国内外风能发电发展现状与最新进展摘要：风电是风能利用的主流形式，在全球性能源危机的今天，风电正以可再生能源中技术最成熟、成本降低最快的发电方式之一而走入世界各国。本文对风电技术的发展现状及其目前的发展趋势、技术前沿等做了简明扼要地论述。关键词：风力发电；发展现状；技术前沿Abstract：Wind power generation is a major form of the use of wind energy resourcesIt is entering into many countries as one of the most mature and fastest cost-redu
2、ction renewable energy technologies of power generation when energy crisis is becoming a global problemThis paper presents a brief introduction to the current situation，the development trends and frontier technologies of wind power generation technologyKey words：wind power generation；development sit
3、uation；frontier technology1 引言近些年来，随着经济的发展，世界范围内对能源需求持续增加，全球油价维持高位，天然气价格不断攀升，化石燃料使用带来的环境问题日益突出。从20世纪70年代以来，各国政府和国际组织都相继投入大量的资金用于新能源的开发，寻求一条经济的、可持续发展的道路。在各类新能源中，风力发电技术相对成熟、最具大规模商业开发条件、成本相对较低，具有巨大的优越性，受到各国的普遍重视，目前已经发展成为一个成熟的产业。2 国外风能发电发展现状在电力新能源中，风电是发展速度最快的。近十年风力发电增长迅猛，全球风电的年平均增长率一直保持在29左右。全截止到2007年底，
4、全球风电装机总容量已超过94 000Mw，当年新增装机容量20 076Mw，累计装机容量从2006年的74 141Mw增至94 123Mw，是1997年的12倍。2008年全球范围内新增风电装机容量2 705万kW，使得全球风电装机容量达到120亿kW，较2007年增长288。从增量看，美国为全球第一，2007年新增装机容量为5 244Mw，占全球新增装机的261，之后是西班牙(3 522Mw)、中国(3 449MW)、印度(1 730Mw)、德国(1 667Mw)和法国(888Mw)。法国和中国等新兴风电市场正在发展装大。在2007年欧洲的装机容量仍然是全球装机容量最大的地区，装机容量占全球
5、装机容量的61，2007年欧洲风电增长19，发电量大约为12，提供了欧洲38的电力。远远超过了其他地区，主要是因为该地区其他资源比较贫乏，风力发电开发的比较早，技术比较成熟，并且没有污染；其次是北美地区，在2007年的装机容量为19 406Mw，在这个地区主要是美国和加拿大风电的发展，近些年美国的风电发展比较快，2007年风电新增装机容量5 244Mw，同比增长了1倍多，占全球发电装机新增容量的30左右。排名第三的是亚洲，2007年新增装机5 436Mw，累计装机总量达到16 000Mw，增长率为53。在亚洲主要的风电利用地区是中国、印度和日本；其他地区风电的发展虽然也比较快，但是风电的技术水
6、平相对比较落后，风能的利用水平比较低，依次是太平洋地区、南美和加勒比海地区、非洲与中东地区等。不过这些地区的风能资源比较丰富，有待进一步开发。根据主要风力发展国的规划，未来风电仍有很大的发展间。以欧洲为例，计划到2020年实现可再生能源占总发电量的20，其中风电达到12；目前主要国家的风电覆盖率均处于较低的水平，全球平均风电占总发电量的比例仅为119，要实现12的目标，还需要增长近十倍。主要大国中风电发展较好的德国在2007年底风力发电占总发电量的434，西班牙为778，属于欧洲较高水平；而美国的风电覆盖率仅有O73；总体来看，风电市场的增长相当迅速，主要增长市场将在美国、中国、印度以及欧洲部
7、分国家。3 国内风能发电发展现状中国幅员辽阔，陆疆总长2万多公里，海岸线18万多公里，风能资源丰富。根据资料统计，经济可开发的陆地风能资源大约为253Gw，可利用的海洋风能资源经济可开发量大约为750Gw。沿着东南沿海和附近的岛屿以及内蒙古、新疆、甘肃、青藏高原等地区都蕴藏着丰富的风能资源。据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦一6忆千瓦，而且中国风能资碌分布集中有利于大规横的开发和利用。据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区。一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带”即西北、华北和东北的草原和戈壁地带。另条是“沿海及其岛屿地丰富带”即东部和东南沿海及岛屿地带。这些地区一般都映少煤炭普常
8、规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大衔风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。年平均风速6Ills以上的内陆地区约占全国总面积的l，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。但是我国风电作为一个产业来说发展比较缓慢，近几年才有了较快的发展，初步具备了规模开发和建设大型风力发电厂的能力。与世界先进水平相比，我国风电发展还有一定的差距。2000年以来，我国风电产业开始驶入发展的快车道，风电装机容量一年一个台阶。到2003年，中国共有40个风力发电站，发电量达到567万千瓦，其中规模最大的是新疆的达坂城发电站。“十五”期间，我国的并网风电得到迅速发展。全国风电
9、装机总容量达到126万千瓦，位居世界第10位，亚洲第三位，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2005年，中国发电设备容量规模取得历史性突破，发电生产结构也进一步优化，其中风电投产发电设备容量超过了100万千瓦。2005年中国除台湾省外新增风电机组592台，装机容量503万kW。与2004年当年新增装机198万kW相比，2005年当年新增装机增长率为254。2005年中国除台湾省外累计风电机组l 864台，装机容量1266万kw，风电场62个。分布在15个省(市、区、特别行政区)。与2004年累计装机761万kw相比，2005年累计装机增长率为655。中国市场的发展靠其新能源
10、法，2006年1月1日开始实施。2006年中国市场稳步发展，这个发展势头将巩固并加速发展。中国2006年我国除台湾外增加风电机组l 454台，新增装机1347万千瓦，比以前翻了一番还多，比2005年增加13053，比过去20年发展累积的总量还多，仅次于美国、德国、西班牙和印度。2007年中国风电装机为2604万千瓦，是全世界第6大市场。至2007年底，我国累计装机容量605万千瓦，占全球总装机容量的64，排名比2006年上升一位，排名世界第五位，当年实现风电装机容量3449万千瓦，在新增市场份额中占172，排名世界第三位。2008年又新增风电装机容量630万kW，新增容量位列全球第2，仅次于美
11、国截至2008年底总装机容量达到1 2153万kW，同比增长106，总装机容量超过了印度，位列全球第4 ，同时跻身世界风电装机容量超千万千瓦的风电大国行列。据境计从2005年开始中国的风电总装机连续5年实现翻番截至2010年底中国以约4182 7万千瓦的累积风电装机容量首次趣越美国位居世界第一较2009年同比大增62。按照国家电网此前出具的研究报告到2叭5年电网覆盖范围内可吸纳吼电上网的规横达1亿干瓦。到2020年可达1 5亿千瓦。风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。从风电开发商的分布来看，更向能源投资企业集中2009年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例B高达90其中中央能
12、源投资企业的比例超过了80%五大电力集团超过了50。茸他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10地方国有非能源企业、外企和民企大都退出仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎”当年新增和累计在全国中的份额也很小。从风电装机制造企业来看主要是国内风电整机企业为丰2009年累计和新增的市场份额中，前3名、前5名和前10名的企业的市场占有卓分别达到了55 5和59 7、70 7和7f4以厦85 3和84 8受国际风电发展大型化趋势的驱使国内风电机组技术取得了不俗的成果。2005年中国风电场新安装的Mw级风电机组(1Mw)仅占当年新增装机容量的21 5。随着国内企业Mw级风电机组产量的增加20。7
13、年Mw级风电机组的装机容量占到当年新增市场的512008年占到72 82009年占到86 8。2009年中国在多Mw级(2Mwl风电机组研制方面取得新的成果如盘风科技投份有限公司研制的2 5Mw和3Mw的风电机组已在风电场投入试运行：华锐触电科技股份有限公司研制的3Mw海上风电机组已在东海大桥海上风电场并网发电：由冼阳工业大学研制的3Mw胤电机组也已经战功下线。此外中国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5Mw的风电机组。中国开始全面迈进多Mw级风电机组研制的领域。2010年国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目然而华锐风电科技集团中标的上海东海大挢项目用完全中国自主的技
14、术和产品用两年的日时间实现了装机并于2叭0年成功投产运营令世界风电行业震惊。 目前风电并网主要存在两大问题风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风的波动性使风电场的输出功率的被动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。它们使得风电发展受到严重影响对于这种电力上网“不给力”的现况国家和电网企业都在积极努力地解决汗风电基地电力外送问题除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿缚等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外其余备大风电基地就近消费一部分电力和电量之外的电力外送的基本考虑是河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送人华北电网：2020年前后需要山东电网接纳部分电力和电量蒙东风电基地近期送人东
15、北电阿和华北电网甘肃酒盅风电基地和新疆啥密风电基地近期送人西北网远期送人华中网。4 风能发电最新进展意大利科学家对一种新型的风筝风力发电机寄予厚望，它看上去就像一个不起眼的晾衣架，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比。美专利商标局公布了风力发电机结构方面的重要发明专利：“一个共轴多叶轮的风力发电机”；英国Quietrevolution公司研制出了垂直型民用风力发电机QR5，适用于风速低、风向变化频繁的地区。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风力发电机顺利实现了产业化，使得微风发电成为可能。美麻省理工大学研究人员最新设计出一种新型风力涡轮机，可固定在
16、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450013700m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320kmh的射流将会带动FEG上的转轴，从而产生电流。罗伯茨说：“我们已经完成了所有的设计，包括尺寸、重量和成本，我们现在唯一缺的就是建造原型机的400万美元的经费。”国内外关于风力发电系统低电压运行研究也有了最新进展。在1.5MW及以上级别的风电机组中，目前多数厂家采用双馈感应发电机(DFIG)配合变速变桨设计。双馈感应发电机在变速恒频风力发电中得到了广泛的应用，其主要优点是只有
