风电并网技术的发展现状

电力18讯：    摘要：该文介绍了国内外风电发展的概况；分析了风力发电技术的发展；论述了当前风力发电所存在的主要问题和解决办法。

关键词：风力发电；发展现状；存在问题；解决方法

中图分类号:TM711 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2007)05-00-03

风力发电越来越受到人们的重视。近年来，世界上发展最快的可再生能源当属风力发电，装机容量每年增长超过30%。风电发展最快的德国，据统计，2004年风电约占发电总量的5.3%。我国风能资源丰富，理论可开发总量将近2.53×108 kW，与世界先进水平相比，我国风电发展有很大差距，但近年来我国风电也得到了较快的发展。截止到2005年底，我国除台湾省外累计风电机组1859台，装机容量126×104 kW[1] ，占全国电力装机容量5×108 kW的0.25%。

1 世界风电的发展概况

美国2002年风能装机新增10%，410 MW新设备投入使用。2003年，美国新增风电装机容量1687 MW，与美国风电装机历史最好水平2001年（1696 MW）持平，累计风电装机容量已超过6370 MW。美国风电装机容量在过去的5年中平均增长率达到28%，两位数的平均增长既体现了较强的市场需求，同时也面临许多挑战 [2] 。

丹麦是最早利用风力发电的国家。2002年丹麦新增装机容量497 MW，总容量达2880 MW，可满足20%的国家电力需求。成为世界上使用风电比例最高的国家。丹麦风电产业是国民经济的主导产业之一，世界上大约一半的风力发电机源自丹麦。全球十大风机制造商中，丹麦占6家。

德国是世界上风力发电规模最大的国家，风电装机总量占世界的55%，达12001 MW，可满足4.5%的国家电力需求。德国的风机制造能力强、水平高，德国安装的大部分风电机组是本国制造的。

在亚洲，最具发展潜力的是印度、日本和中国。印度的风电装机容量增加较多，2002年新增装机容量195 MW。截止到2003年3月底，日本的风电装机容量已达460 MW，占世界的1%左右[3] 。

根据美国风能协会(AWEA)、欧洲风能协会(EWEA)和印度风机制造商协会(IWTMA)的统计，截止至2003年底，世界风电总装机容量达39294 MW[4] 。各国风电装机容量详见图1。



图1 2003年各国风电装机容量（MW）
图1 2003年各国风电装机容量（MW）

2 我国风电发展的状况



图2 2005年各省（市、区）风电场装机容量图（MW）
图2 2005年各省（市、区）风电场装机容量图（MW）

我国是世界上利用风能最早的国家之一，可以开发利用的风能资源仅次于前苏联和美国，为世界第三位[5]。我国风电场的建设起步于1986年，在山东容城建成我国第一个并网型风电场。十多年来，我国风力发电得到了很大发展，政府对风力发电日益重视，风力发电场装机容量不断增加。2005年我国除台湾省外新增风电机组588台，装机容量498 MW，新增18个风电场。与2004年当年新增装机198 MW相比，2005年当年新增装机增长率为252%。截至2005年底，我国除台湾省外累计风电机组1859台，装机容量1260MW，共有个59个风电场，分布在15个省（市、区、特别行政区）。除台湾省外各省（市、区）风电装机容量见图2。与2004年累计装机764 MW相比，2005年累计装机增长率为65.2%。但相对来说，目前国外已发展MW级风机，我国制造的风机最大容量仅600 kW。我国制订的发展规划中提出风电装机容量到2015年达到7 GW，到2020年达到20 GW的风电发展目标 [6] 。我国历年风电装机容量详见图3。



图3　我国历年风电装机容量图
图3　我国历年风电装机容量图

3 风力发电技术的发展

经过20多年的不断发展，世界风力发电技术又向前迈进，主要体现在以下方面。

3.1 单机容量继续稳步上升

20世纪80年代单机功率55 kW左右为主； 90年代初期以100～300 kW为主；90年代中期则以450～600 kW为主。以德国为例：2003年上半年所安装的536台风机的总功率为853.38 MW，平均每台的额定功率为1558.54 kW。而且，单机容量为5 MW的风机已进入商业运行阶段。

3.2 变浆调节方式迅速取代失速功率调节方式

失速调节方式的主要缺陷是：风力发电机组的性能受叶片失速性能的限制，额定风速较高，在风速超过额定值时发电功率有所下降。采用变浆调节方式充分克服以上缺陷，故得到了迅速的应用。在德国2003年上半年所安装的风机中，就有91.2%的风机采用的是变浆调节式。

3.3 变速恒频方式迅速取代恒速恒频方式

变速恒频方式通过控制发电机的<