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摘要：风力发电在我国有着广阔的发展前景，作为我国重点发展的清洁能源， 风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整作出巨大贡献。风力发电行业的崛起势在必行，在这个过程中，风力发电设备研制和电网建设将制约行业的发展，要想使风电发电行业保持高速、稳定、长期的发展，必须解决这两个方面的问题。目前尽管有着各种各样的困难，随着科技的进步、政策资金以及投资方信心的增强，风电在开发、运行、管理方面都将取得进步和提高。风力发电必将有美好的前景。
关键词：风力发电；现状；探讨
随着国际工业化的进程的推进，全球能源消耗速度迅速增长，常规能源面临枯竭的窘境，迫使人们积极寻找新的能源。目前世界可再生能源有风能、太阳能、水能、生物质能、潮汐能、地热能六大形式。目前在众多新能源与可再生能源中，发展最成熟、最具潜力、竞争力和大规模化开发条件的就是风力发电。
一、风力发电国内外发展现状
1、 国外风力发电发展现状
2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比，美国保持第1 名，中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名，印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名，前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW，增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW，增长率为42%，突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh，占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。
2、 我国风力发电的现状
我国风能资源比较丰富，全国可开发利用的风能资源总最为2.5亿kW。东南沿海、山东和辽宁沿海及其岛屿、内蒙古北部、新疆北部、甘肃等地区均属风能资源丰富区，年平均风速26 m/s，有效风能密度≥200 w/m2，有很好的开发利用条什。在我国风力资源较丰寓的边远、无电、缺电地区宜发展中小型独立运行的风电系统，以解决这些地区的生活用电和部分生产用电；在风力资源丰富的南方，电网通达的地区，应以发展较大规模的并网风电系统为主，补充和部分替代常规能源，提高当地的环境质最。
二、风力发电系统概述
1、离网型风力发电系统
离网型风力发电系统，目前主要用于无电地区生活用发电。离网型风电机组主要由桨叶、轮毂、发电机、桨叶同步电动变矩机构、转向偏航驱动机构、风向、风速传感器、塔架、电动保护机构、控制系统、蓄电池组、逆变电源等部分组成。离网型风力发电机组属小型发电机组，其发电容量从几百瓦至上千瓦不等。按照发电类型的不同，离网型风电机组可分为直流发电机型、交流发电机型两大类。直流发电机型在早期的离网型风力发电机组采用，主要包括永磁及电励磁两种类型。随着离网型风力发电机组的发展，发电机类型逐渐由直流发电机转变为交流发电机，交流发电机型主要包括永磁、硅整流自励及电容自励三种类型，其效率高于同容量的励磁式发电机，由于发电机转子没有滑环，转时更安全可靠，电机重量轻，体积小，工艺简便，因此被广泛应用于离网型风电机组中。
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2、并网型风力发电系统
相对于离网型风力发电系统，并网型风电机组是较为大型的风力发电系统，且与公共电网并联运行。并网型风电机组一般由桨叶、轮毂、增速传动机构、偏航机构、风力发电机、塔架和控制系统等部分组成。在并网型风力发电系统分为恒速恒频发电系统和变速恒频发电系统。其中，单机容量为750kW 以下的风电机组多采用恒速恒频运行方式：容量范围1MW 以上的风电机组一般采用变速恒频运行方式。
三、我国大规模发展风电面临的问题与挑战
1、核心技术
目前国内风电机组的技术来其主要技术来源大致可分为以下五类：1）引进国外的设计图纸和技术，或者是与国外设计技术公司联合设计，在国内进行制造和生产；2）购买国外成熟的风电技术，在国内进行许可生产；3）与国外公司合资，引进国外的成熟技术在国内进行生产；4）国外的风电机组制造公司在国内建立独资企业，将其成熟的设计制造技术，在国内进行生产；5）采用国内大学和科技公司自行开发的设计制造技术，在国内进行生产的风电机组。虽然近年来，我国风电装备的技术能力有了较大提高，但是在风机整机的研发和设计上，我们依然没有掌握核心技术。目前，我国风电机组尚未形成掌握风电整机总体设计方法的核心技术人员队伍，载技术上还是受制于人，很多关键设备核心技术主要依赖进口， 造成我国风电机组的价格偏高，这成为新能源无法市场化、产业化的瓶颈。
2、设备质量
国产风电机组设备质量有待提高，由于部分国产风电机组设备质量欠佳，造成风电场可利用率不高。采用国产机组的风电场，其机组可利用率明显低于采用国际先进品牌的机组，粗略估算整体上要低7%左右。
3、电网建设
电网瓶颈是风电发展的最大挑战。截至2008年底我国有超过1200万kW的风电机组完成吊装，其中1000万kW风电机组已通过调试可以发电，但由于电网建设滞后以及风电并网中的一些技术、经济和管理障碍， 2008年底实际并入电网的风电装机容量仅为800万kW，由电网因素导致的装机容量浪费约200万kW。风力资源时强时弱，风力发电具有不稳定性，小规模的风电电源会引起电能质量、电压的问题，大规模的风电电源会引起电网稳定性等问题。因此，如果不加大对电网的投入，区域性电网就会受到严重威胁；而一旦出现问题，就会造成大面积停电，后果不堪设想。
四、未来风力发电技术展望
1、单机容量越来越大
风电场的建设需要大面积土地。当前，土地资源紧张也是制约经济发展的一个重要问题。提高风电机组单机装机容量，在保障电力供应的同时降低土地成本，可以大幅提高风电项目经济效益水平。
2、浆距可变趋势明显
由于风能的不稳定性，通过调整风机叶片的浆距角保证叶尖速比处于最佳状态，从而最大限度利用风能发电，是今后风电产业的一个发展方向。同时，浆距可控有利于在意外情况发生时，减少风能捕获，实现机组停机。
3、风电场的常规化
这里的常规化指的是消除风电发电的不确定性，使其与传统发电形式、常规电厂的运作模式相一致，提高风力发电的可控性和利用效率，满足电网运行需求。
4、风电场实现由陆地向海洋转移
相较于陆地，海上风力资源更加丰富，同时，海上风电场的建立可以有效降低风电场对土地资源的占用。随着VSC-HVDC技术及其构成的多端直流输电技术的成熟，海上风电场已经成为今后风力发电的重要方向。
结束语
近年来风力发电迅猛发展，年递增率在25%左右，我国风力发电成本比较高，影响了我国风电的发展。更广泛、更有效地利用风能，提高风力发电的效益、降低其成本，利于促进风电事业的发展具有十分重要的意义。
参考文献
[1]宋海辉，风力发电技术及工程[M]，北京：中国水利水电出版社， 2009.
[2]马祥，米渊，马晓宁.风力发电并入大同电网对电网的影响分析[J].中国电力教育，2014（9）：240-241.
[3]叶杭冶，风力发电机组的控制技术[M]吗， 北京：机械工业出版社，2版，2008.
论文作者:赵江锋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
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