李建林博士，
中國科學院電工研究所副研究員，
碩士生導師，
中國可再生能源風能協會委員，
全國風力機械標準化技術委員會委員，
中國電氣大典可再生能源發電工程編委，
電工技術學會、
動力工程學會新能源專委會委員，
ieee會員。
1 引言
近年來，我國風力發電產業，無論從技術上，還是從發展規模上都取得了長足進步，所取業績也逐步獲得了社會的認可。隨著可再生能源大力發展的全球呼吁以及各國國策的積極推進，其發展勢頭可謂“一日千里”。風電市場的巨大需求動力，已經推動風能產業進入到了相對完善的階段。但是，隨著風能應用規模的逐步擴大，以及對風能利用高效率、低成本的不斷追求，使得我國風力發電產業逐步面臨了新的機遇和挑戰。
2 風電產業發展需解決的幾個問題
（1）關鍵零部件制造技術。
風力機轉子設計：更加先進，具備自適應功能；葉片設計：更好地控制風力負荷，適于近海風場的葉尖速度更高的葉片，更加靈活的下風向設計；葉片材料：采用更加堅固和輕質的材料，增加碳纖維加強材料的使用。發電機技術：采用直接驅動永磁電機技術，包括稀土材料磁極和其他方式的發電機拓撲設計。控制系統：開發和制造適用于不同驅動方式和控制技術的系統設計。
（2）風電場開發技術。
發展大規模的風電場，通過規模效應降低風電成本也是風電產業發展的重要因素。國外對風電場選址，特別是微觀選址進行過很多研究，并開發了一些商業軟件，這些軟件對簡單地形的風電場微觀選址的精確性已做的非常好，但對復雜地形的優化設計還有很多問題。我國對風電場微觀選址和優化設計未做過系統研究，出現過風電機組安裝完畢后又不得不改地方的情況。風電場除風電機組根據地形和風資源情況布局外，和電網、氣候等因素都有密切關系。進行風電場微觀選址和優化設計研究將為我國大規模開發風電提供條件。
（3）標準與規范建設。
要實現風電技術的產業化，保證風電機組的可靠性，規范市場是非常重要的。風電發展領先的國家對風電機組的測試技術都做過很多研究，并已制定了很多標準，只有通過檢測合格的產品才能進入市場。新產品問世時，通過檢測考核改進性能。德國、丹麥、荷蘭、美國、希臘等國家都有自己的檢測機構，其他國家的產品只有通過其檢測才能進入。我國對風電機組的測試技術做過一定研究，但不夠系統。掌握風電機組的關鍵測試技術，建立認證制度，是保證產品質量、使我國的風電機組進入國際市場的基礎，對規范風電市場、提高風電機組的性能將起到重要作用。
（4）海上風電場開發技術。
繼續完善海上風資源的測試和評估技術研究，研究測算我國海上風資源總量以及適于建海上風電場的場址，啟動海上風電機組、海上風電場微觀選址及風電場設計和建設示范研究。啟動包括風力與海浪聯合載荷、海上風電機組基礎結構、部件耐腐蝕性能等海上風電技術的研究，為今后大規模發展我國的海上風力作技術準備。
（5）滿足低風地區和高風地區以及低溫地區的需要。
針對低風速地區，需要開發有較大風輪直徑的風力機。而對于高風速地區，需要開發較低塔架并有較小風輪直徑的風力機。對于寒冷地區，需要設計適應低溫型風力機。適應風速變化：風電場的年平均風速范圍在5～11米/秒之間變化，極端的瞬時狂風可達70米/秒；
（6）新型大功率變流技術的應用。
隨著機組單機容量的不斷增大，新型大功率變流技術已經成為大功率風電機組的關鍵技術。新型葉片的設計：閃電對于槳葉和槳葉尖端都會照成嚴重的損壞，因此需要提供防雷保護系統。閃電是一種復雜而且不可預測的自然現象，但是高電壓測試被證明可以幫助解決葉片設計中的問題。
（7）滿足海上風電場發展的需要。
盡管目前近海風電場的裝機容量所占比例不大，然而風能技術的最新發展主要是由正在崛起的近海風電市場所驅動。這意味著技術發展的焦點是以最高效的方式生產大容量風電機組，特別是輕質量機艙裝備；大尺寸葉片制造技術和先進的合成工藝；近海風電場的基礎、安裝和維護工藝設計等。設備和維護成本之間的平衡對于海上風能的生存能力是至關重要的。因此綜合考慮風負荷、波浪負荷，冰負荷以及腐蝕、水深以及海底情況的基礎結構設計是海上風能應用的關鍵點。hvdc電力傳輸問題。
（8）風場的風速預測與發電量預測。
不論是現在還是未來，風場的風速預測與發電量預測都是風場發展中至關重要的部分。風電領域巨大的投資都是基于預測數據做出的。必須讓出資者與投資者對預測數據保持信心而且還要讓他們以后更加信任這些數據。預測技術的提高對于風能與常規能源能否一爭高低起著關鍵性的作用。在開發預測工具上的投資將會取得豐厚的回報，也會對風能的發展起著潛在的作用。另外，增加風電系統輸出的可預見性是非常重要的。研發一種預見工具可以在風場24－48小時前預測輸出。提高預測水平可以減小預測誤差，這樣更多的風電就可以當成確定性電能看待。
（9）與電網的連接。
風電與電網互連時有三類廣泛的相應問題。首先，并網瞬間的安全問題。這包括并網時是否有足夠的容量，以及并網后對電網以及網內其他用戶產生什么影響。其次，對電網操作的考慮。這主要是風能資源時斷時續，確保對電網操作不產生負面影響。最后，有更加寬闊的戰略考慮來規劃大規模新電廠的建設。
3 結論
制約我國風電產業大規模發展的幾個因素主要表現在：首先，存在政策障礙：一是缺乏風電發展目標和可實行的戰略規劃；二是缺乏有效的經濟激勵政策和強有力的體制保障；三是缺乏鼓勵風機國產化的政策措施；四是缺乏有效的投融資體制；五是中國的電網公司壟斷性很強，缺乏政府指導下的風電采購政策，民營企業投資的“風電上網”還存在體制性障礙；六是缺乏強有力的宣傳，公眾對可再生資源的認識不足；其次，存在技術障礙：一是目前還沒有中國風力資源的全面監測分析報告，大規模商業化風力發電缺乏科學性風場評估的可行性論證支持；二是風力資源發電時段比較集中，存在風電的不穩定性對電網的沖擊，解決電力峰谷巨大落差還是難題；三是中國風力資源主要集中在內蒙古、西北地區，以及沿海等地區，存在風電和電網的連接以及儲能問題，大量風電輸送到電力需求企業面臨困難；四是季風氣候對風力發電上存在影響；五是我國風機設備制造水平較低，巳經成為國際主流機型的兆瓦級機組在我國尚處于研制階段，大型風機只能依賴進口或與外商合作生產；目前，丹麥、德國的風電容量在電網中的比重可以做到30％以上，而我國的電網比較薄弱，風電在局部電網中的比重一般控制在12％以下，可仍然在一些地區出現電網崩潰事故，因此在開展風電與電網的連接研究的同時更應加強我國的電網建設。如果風電的比重超過整個電力的10％，需要進一步考慮儲能問題的解決途徑。隨著科技的發展，季風對風電的影響會越來越小。我國的當務之急是必須大力增加研究和開發技術上的投人，大力培養風電人才。
：鞏經理
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