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1、中国风电产业发展研究报告正文目录第一章 风力发电概念及基本特征6一、风力发电概念6二、风力发电系统结构6（一）风力发电机6（二）风电机组7（三）风电厂系统11三、风力发电产业发展因素12（一）风电发展不存在资源瓶颈12（二）环境问题日益严重推动各国政府扶持清洁新能源的发展12（三）高油价迫使各国寻求可再生的替代能源13（四）风力发电技术日益成熟13第二章 风电产业发展现状分析15一、世界风电产业发展现状分析15（一）世界风能资源分布15（二）世界风电装机容量分析15（三）世界风力发电的政策环境16二、我国风电产业发展现状分析23（一）我国风能资源储量及其分布23（二）我国风电装机容量分析25（
2、三）我国风力发电量分析26（四）我国风电场建设分布分析26第三章 风电设备制造业发展现状分析27一、世界风电设备制造业发展现状27（一）主要风电设备生产国分析27（二）主要风电设备生产企业分析27（三）主要风电设备产品类型分析28二、我国风电设备制造业发展现状分析28（一）我国风电设备行业五力分析28（二）我国风电设备市场供需分析31（三）中国风电设备市场竞争格局分析32第三章 风电设备制造业发展现状分析33一、我国风电产业政策分析33（一）我国风力发电政策综述33（二）可再生能源中长期发展规划36（三）中华人民共和国可再生能源法37（四）可再生能源十一五规划39（五）风力发电设备产业化专项资
3、金管理暂行办法42二、我国风电产业运营模式分析44（一）风电特许经营权产生的背景44（二）风电特许经营权的运行机制46（三）风电特许经营权的影响47三、京都议定书及对我国风电产业发展影响49（一）京都议定书概述49（二）清洁发展机制及对我国风电产业影响51第四章 我国风电电价构成及变动分析54一、概念界定54（一）目标电价54（二）基准电价55二、风电电价的构成和影响因素55（一）风电电价的构成55（二）风电电价的影响因素56三、我国风电电价分析56（一）风电电价的一般计算过程56（二）各种因素对风电电价的影响分析57（三）风电电价差异及变动趋势61第五章 我国风电产业存在的问题63一、电网建
4、设滞后63二、设备技术落后63三、政策体系不完善64四、资金短缺、融资能力薄弱64五、成本不断上涨64第六章 河北省风电项目投资情况分析65一、近期河北省风电项目投资情况一览65二、河北省近期风电项目投资分析69（一）投资区域选择分析69（二）单位造价成本分析704图表目录图表 1：风力发电机构成图7图表 2：世界风能资源情况（单位：TWH/A）12图表 3：1998年-2008年全球累计装机容量变化情况（单位：兆瓦）13图表 4：1998年-2008年全球风电新增装机容量变化情况（单位：兆瓦）13图表 5：支持风电设备国产化的直接政策机制14图表 6：支持风电设备国产化的间接政策机制16图表
5、 7：我国风能资源分布图19图表 8：2008年我国风电装机容量变化图21图表 9：2008年电力工业统计数据22图表 10：中国已建及部分拟建风电场分布图22图表 11：2005-2007年全球十大风电设备生产商市场份额24图表 12：世界各种容量机型占比变化情况24图表 13：中国风电设备行业五力分析模型图25图表 14：2004-2008年我国新增风电装机市场份额变化图27图表 15：我国涉及风电的能源政策31图表 16：风电项目建设区域分布34图表 17：资源条件对电价的影响47图表 18：内部收益率对风电电价的影响47图表 19：增值税对风电电价的影响47图表 20：关税对风电电价的
6、影响48图表 21：所得税对风电电价的影响48图表 22：还贷期对风电电价的影响48图表 23：投资总额对风电电价的影响49图表 24：近期河北省风电项目投资情况表53图表 25：河北省风电项目投资金额与投资规模线性图55第一章 风力发电概念及基本特征一、风力发电概念风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。风能资源受地形的影响较大，世界风能资
7、源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300W/m2以上，3-20米/秒的风速年累计超过6000小时。内陆风能资源最好的区域是沿内蒙古至新疆一带，风能密度也在200-300W/m2，3-20米/秒风速年累计5000-6000小时。风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。在风能的各种利用形式中，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。二、风力发电系统结构（一）风力发电机风力发
8、电机是集空气动力、电机制造、液压传动和计算机自动控制为一体的综合性技术。大致由以下几个子系统组成：桨叶、增速齿轮箱、发电机、塔架控制设备、电缆、地面支撑设备、各子系统连接设备。风轮是将风能转换为机械能的装置，它由气动性能优异的叶片（目前商业机组一般为23个叶片）装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。上述这些部件都安装在机舱平面上，整个机舱由高大的搭架举起。由于风向经常变化，为了有效地利用风能，必须要有迎风装置，它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动，使机舱始终对风。其中风电机组的整体设计、叶片的材料和
9、加工技术、自动化控制系统、液压和传感技术是风机制造的关键。风机是基本的风能转换设备，按主轴装置形式大致可分两大类：垂直轴风力机（转轴与来流方向垂直）、水平轴风力机(转轴与来流方向平行)。目前较常用的大型机组为水平轴风力发电机，其主要有定桨距失速调节型和变桨距调节型两大类。图表 1：风力发电机构成图资料来源：银联信整理（二）风电机组风电机组是风电系统的最主要的部分。机组占风电场初始投资的比例非常大，一般为60%-70%。这也是国家强调尽快使得风电机组国产化的原因。在控制系统和保护系统方面广泛用电子技术和计算机技术不仅可以有效地改善并提高风力发电总体设计能力和水平，而且对于增强风电设备的保护功能和
10、控制功能也有重大作用。目前，市场份额最大的风电机组主要分两类，一类是定桨距失速调节型，另一类是变桨距调节型，上述两类风电机组都采用异步发电机，转速基本上是固定的。1定桨距失速调节型风力发电机定桨距是指叶片被固定安装在轮毂上，其桨距角（叶片上某一点的弦线与转子平面间的夹角）固定不变，失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性（当风速高于额定值时，气流的攻角增大到失速条件、使桨叶的表面产生涡流，效率降低，以达到限制转速和输出功率的目的）。这种技术是丹麦风电制造技术的核心，优点是调节简单可靠，控制系统可以大大简化，其缺点是叶片重量大（与变桨距风机叶片比较），轮毂、塔架等部件受力增大。这种风电机基本上都采
11、用了鼠笼型转子，有一部分机组为了提高低风速时段的发电效率，采用了变极技术。2变桨距调节型风力发电机变桨距是指安装在轮毂上的叶片可以借助控制技术改变其桨距角的大小。其调节方法分为三个阶段：第一阶段为开机阶段，当风电机达到运行条件时，计算机命令调节桨距角，直到风电机达到额定转速并网发电；第二阶段当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在零位置不变；第三阶段当发电机输出功率达到额定后，调节系统即投入运行，当输出功率变化时，及时调桨距角的大小，在风速高于额定风速时，使发电机的输出功率基本保持不变。变桨距调节的主要优点是：桨叶受力较小，桨叶可以做的比较轻巧。由于桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而能够
12、尽可能多的捕获风能，多发电力，又可以在高风速时段保持输出功率平稳，不致引起异步发电机的过载，还能在风速超过切出风速时通过顺桨（叶片的几何攻角趋于零升力的状态）防止对风力机的损坏，这是MW级风力发电机的发展方向。其缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。风的随机性和间歇性特点使风电机的出力变化很大，这样机组的动态负荷增加，对电网的冲击增大。为此，可通过增大异步发电机允许滑差率的办法加以解决。鼠笼型异步发电机允许的滑差率为S=-1%-5%。而绕线式异步发电机允许的滑差率为S=-1%-10%，滑差率的增大相当于在定、转子间增加了一个弹性环节，对于减少功率波动，提高供电质量是非常有利的。以上两种异步发电机
13、，尽管带一定滑差运行，从切入风速（3-4m/s）到切出风速（25m/s），发电机的转速变化最大可达10%，如增速齿轮的变速比为60：1，则实际运行中滑差S是很小的，因而叶片转速变化范围也是很小的，看上去风机叶片似乎是在“恒速”旋转，故通常又称这种风力发电机为恒速风电机。3变速恒频风力发电机系统变速恒频是指在风力发电的过程中，发电机的转速可以随风速而变化，然后通过适当的控制措施使其发出的电能变为与电网同频率的电能送入电力系统。风力发电机通过旋转叶片及发电机把风能变为交流电能（其频率随风速而变化），通过整流装置将交流电变为直流电，再通过逆变装置将直流电变为恒频（工频）交流电能，最后通过升压变压器，
14、送入电力系统。变速恒频风力发电系统具有非常突出的优点：（1）风力机可以最大限度的捕获风能，因而发电量较恒速恒频风力发电机大。（2）较宽的转速运行范围，以适应因风速变化引起的风力机转速的变化。（3）采用一定的控制策略可以灵活调节系统的有、无功功率。（4）可抑制谐波，减少损耗，提高效率。其主要问题是由于增加了交直交变换装置，大大增加了设备费用。4交流励磁双馈发电机变速恒频风力发电系统系统采用的发电机为转子交流励磁双馈发电机，其结构与绕线式异步电机类似。当风速变化引起发电机转速n变化时，控制转子电流的频率f2，可使定子频率f1恒定，当发电机的转速n小于定子旋转磁场的转速n1时，即nn1时，处于超同步
15、状态，此时发电机同时由定子和转子发出电能给电网，变频器的能量流向逆向；当nn1时，处于同步状态，此时发电机作为同步电机运行，变频器向转子提供直流励磁。由此可知，当发电机的转速n变化时，若控制f2相应变化，可使f1保持恒定不变，即与电网频率保持一致，也就实现了变速恒频控制。由于这种变速恒频控制方案是在转子电路实现的，流过转子电路的功率是由交流励磁发电机的转子运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定子额定功率的一小部分，这样该变频器的成本以及控制难度大大降低。这种采用交流励磁双馈发电机的控制方案除了可实现变速恒频控制，减小变频器的容量外，还可实现有功、无功功率的灵活控制，对电网而言可起到无功补偿的作用。缺点是交流励磁发电机仍然有滑环
