摘要：目前，全球范围内已经开发利用的新能源主要包括太阳能、水能、风能、生物质能等。目前，人类对风能的利用主要表现在风力发电，风力发电技术已经受到了世界各国的高度重视，发展非常速度。对此，本文简要概述了风能，分析了我国风力发电的现状及存在的问题，提出了解决措施，并探讨了风力发电机组技术发展趋势，以供参考。
关键词：风能；风力发电机组技术；发展趋势
1风能概述
1.1风能的含义
风是地球上的一种最常见的自然现象。风形成的原因是太阳辐射产生的热能。因为地球表面不同的地方接受太阳辐射的能力不同，在各个区域产生温度差，进一步由于空气热密度差引起大气对流，当大气对流运动时就产生了风。
1.2风能的特点
风能作为可再生能源的重要类别，具有蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染等特点，风力发电已成为世界可再生能源发展的重要方向。
1.3我国区域内风能资源的分布
我国位于亚洲大陆东南，比邻太平洋西岸，属于季风强盛的区域。我国具有广袤的草原和一望无际的海岸线，风能资源储备非常丰富。同时风能的发展对于解决能源与环境保护，能源与发展之间的矛盾具有良好的开发前景，发展潜力巨大。据有关数据显示，中国陆上离地10m高度风能资源总储量约43.5亿kW，这个数字稳居世界首位。海上10m高度可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW。我国风能资源丰富的地区主要分布在东北、华北、西北（并称为三北地区）、东南沿海及附近岛屿。其中新疆达坂城、内蒙古和广东南澳等风力场的装机容量都已经分别超过5万kW，占全国50%以上。
2我国风力发电的现状及存在的问题
我国幅员辽阔，风力资源极为丰富，十分有利于风电行业的发展。近年来，国家对风电产业的发展十分重视，投入了大量的研发人员和资金，累计和新增风电装机容量世界排名第一。我国风力资源主要分布在地广人稀的西部地区、华北丘陵地区以及东南沿海地区，累计建设了180多家风力发电厂，很好的缓解了当地的用电荒问题。目前我国风力发电系统中的大部分部件和技术都是自主研发，但是核心部件还是依靠国外进口，缺乏自主技术。由于风电技术在我国发展的时间较短，同时我国风力资源分布不均匀，风电技术存在市场化水平低、技术欠成熟、安全保障不足等问题。风力资源分布不均匀导致风电场发的电需要通过远距离输送到需要电的地区，同时风力资源较匮乏的地区无法建设风力发电站，造成风电技术发展不平衡。风能的间歇性和不稳定性也会导致电能质量较低，造成风能消纳问题，部分地区弃风现象严重。此外，部分地区对清洁能源的认识不够深刻，忽视了风电技术对环境带来的红利，导致没有对风电资源进行充分开发。由于我国风力发电技术发展时间较短，缺乏自主化技术，很多核心技术和部件还需要依赖西方发达国家，这样就造成被动的技术依赖和过高的资金消耗。同时风电传输技术和设备的不完善，风电机组运行存在安全隐患，电力运营管理人才缺乏，都是制约风电技术的瓶颈。当前风力发电行业的商品化程度依旧较低，缺乏一套完善的市场体制来保证行业的稳定发展，国家尚需投入大量人力物力财力来发展配套设施和人员。
3解决我国风力发电面临问题的措施
针对我国当面风力发电技术面临的一系列问题，需要采取相应措施来提高我国风电技术水平。首先，需要加大研发和管理力度，促进风电产业结构调整，不能过分依赖产品和技术进口，要建立完善的人才培养机制，积极创新，研发出具有自主知识产权的风电技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，由于我国风力资源分布不平衡，需要进一步研发远距离传输的电力设备，让不同地区的风电资源得到共享。同时要进一步普及风电给社会经济和环境保护带来的益处，让更多的人接受风电新能源。再次，针对风力发电市场化普及率低，国家应制定相应措施，鼓励和发展风电技术，同时要规范风电行业市场化，加强对企业的科学管理，制定完善的经营标准，促进风电市场的健康有序发展。最后，安全是风力发电技术最重要的环节，也是保障居民人身安全的重要因素。因此必须加大风电技术的安全管理，杜绝一切可能发生的安全隐患，在人因稀少的偏远地区增加监控力度，密切关注风电设备的各项运行指标，一旦发现异常，要及时处理。
4风力发电发展趋势
4.1长叶片低风速机型大规模应用，发电成本降低
目前，风力发电增长速度惊人，发电能力显著增加。我国正在大规模建设低风速风力发电机组，长叶片低风速机型的应用，使得风电场风能利用效率大幅提高，发电小时数的提高意味着发电成本的降低。另外除了现有的低空风资源外，还有一些高空风资源有待大力开发利用。如果75%以上的低空和高空风资源得到充分开发，总发电量将继续增加。我国风电技术发展已相当成熟，风能资源利用率提高，发电成本下降，风电市场优势得到充分体现。未来风力发电前景可观，电力成本可能低于煤炭。2030年，满足电力总装机的15%的风力发电机组可满足8.4%左右的用电需求；2050年，满足电力总装机的26个百分点的风电产生的电量能满足约17%的电力需求。
4.2加大海上风电建设力度
海上风电具有风能资源丰富、发电小时数高、靠近负荷中心易于吸收的特点。根据海上风电技术的成熟程度，到2017年，海上风电的发展经历了三个阶段。第一阶段是500-700kw的示范阶段。上世纪70年代初，一些欧洲国家提出了利用海上风力发电的设想。1991年至1997年，丹麦、荷兰和瑞典完成了样机的试制。通过样机试验，首次获得了海上风电机组的运行经验。第二阶段是兆瓦及以上机组的商业应用阶段。2002年，欧洲新建5座海上风电场，开启了海上风电机组发展的新阶段，1.5-2兆瓦风电机组向公用电网输送电力。第三阶段是几兆瓦级风力发电机的商业应用。几兆瓦级风电机组的应用，反映了海上风电机组大规模发展的方向。目前市场上主流风机功率3-5mw，直径90-115m。我国海上风电技术可开发量较大，根据《风电发展“十三五”规划》，到2020年，我国海上风电建设规模目标为1000万kW，累计并网容量目标超过500万千瓦。其中，江苏、浙江、福建、广东等省海上风电建设规模应达到100万千瓦以上。目前，海上风电机组的研发和运行已得到国内外一些投资者的支持，以克服技术难题，降低成本。有关部门出台了海上风电项目上网电价的政策优惠和相关管理办法，进一步明确了海上风电的发展方向。
结语
总之，我国作为一个能源生产和消耗大国，发展清洁能源对于解决能源短缺和环境保护具有重要意义。风电技术可以减少化石燃料对环境的污染，降低有害气体的排放，保护生态平衡。但是当前风电技术还存在许多问题，因此需要分析具体问题，实事求是，制定相应措施，优化风电产业结构，加大投入力度，促进风电技术的稳步发展。
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论文作者:曹文学
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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