我国风电利用技术现状及其前景分析

王小全

摘要：阐述了风电利用的现状和存在的问题，提出了未来风电高效利用的关键技术：大规模风电并网集群控制与优化调度技术、大规模海上风电并网技术、风力发电技术、风力发电技术，综合利用风能技术，在分布式接入技术、即插即用技术等的灵活控制下，互联网可以相互补充，从风电与大能源电力系统开发、市场机制建立、行业管理和技术标准制定等方面提出了促进风电高效利用的建议。

关键词：风电利用技术;现状。前景;分析研究

1我国风电利用技术现状及存在问题

1.1集群风电并网运行技术

风电预测、并网控制和风电调度是当前大规模风电集群发电技术的核心技术。在风力发电预测方面，国内已有许多研究机构和研究机构。从中国风资源的特点和中国风电产业的发展模式出发，预测方法包括风速预测和风力发电预测。在预测尺度方面，主要研究风电的时间尺度和空间尺度。其预测方法包括基于数据挖掘的风电预测、基于人工神经网络遗传算法的风力发电系统等时间尺度预测方法。空间尺度预测方法包括基于单风电场和集群风电场的风电预测技术、單风机和风电场风电预测技术。在预测时间上，分别从短期、中期和长期三个方面，建立了长期风电预测模型，如基于数值天气预测方法的短期风电物理预测，以及基于风速、风电、舱外风温的历史预测，风向和风电统计参数，如短期预测方法等，以及基于多离群点平滑变换自回归模型的短期风电预测方法，同时结合风电场压力、温度、，利用湿度等气象因素和神经网络等非线性函数建立风电中长期预测技术。

1.2与其他能源的互补技术

风力发电与其他能源的互补技术是将不同的发电方式进行互补发电，从而提高可再生能源电力的稳定需求，具有更好的环境效益。在我国大规模互补发电技术中，风电互补系统是应用最早的互补技术。它的规模从几十千瓦到数百兆瓦不等，并且具有良好的功率控制范围。例如，40MW和20MW的风电和光伏联合发电系统的瞬时有功功率波动范围可达到35MW。建立了完善的风电互补发电能源优化协调管理体系。风水互补系统具有系统功率稳定、经济效益好的优点，但风水协调运行仍需考虑风险承受能力、资源投入程度和资源利用率。目前，中国已实施大唐多伦20MW风水互补供电项目，国家电力投资云南大阳山286MW风水互补示范项目。在风水互补技术研究中，主要对联合系统的综合效益进行优化分析，分别建立抽水蓄能电站与风电联合运行模型。基于多目标优化模型等方法，计算分析了风水互补系统在运营年限内的最大综合效益。在中国，小规模风电互补和风水互补技术的应用主要包括建立村级风电互补发电系统和太阳能、风能无线电话转盘供电系统，解决了部分农村和偏远地区的用电需求。

1.3风电大规模直接利用技术

风力发电制氢是国外研究和示范应用的重点。中国在风力发电制氢领域的研究和示范尚处于早期阶段。如国网上海电力公司上海东海峰电场“风电结合海水制氢技术初步研究”项目，中国节能风电公司张北分公司100kW制氢、30kW燃料电池发电风电场项目。以及位于河北省固原市的10MW水电解制氢系统，这是一个中德合作示范项目。在风电制氢技术研究方面，主要集中在电解水制氢系统、风电耦合制氢技术和储氢输送技术的综合研究，包括研究电解水制氢设备作为输出模型、储氢系统能量协调控制策略等，但需要对系统的经济性能进行评估。

大规模直接利用风力发电技术包括压缩空气储能、飞轮储能、超级电容储能和铅酸电池化学储能、锂离子电池和流动电池储能技术、风力互补高温燃料电池发电系统、，以及新电转气动技术等，但大多受到技术成熟度、经济成本等瓶颈的限制。

1.4分布式风电接入与控制技术

分布式风电是风电大规模利用之外的另一种利用形式。通常，35kV及以下电压接入电网，并在附近满足电力负荷。它是偏远或孤立地区的主要供电方式，接入方式为多点接入。我国分布式风电的开发利用尚处于起步阶段。微电网作为一种分布式发电系统得到了广泛的应用。分布式风力发电的关键技术是分布式风能资源评估技术、风力发电预测技术、风能存储技术和控制系统监控技术。在风能资源评估和风电预测方面，分布式风电

遵循大规模集中风电技术，缺乏一定的适应性。在风电储能方面，风电往往与蓄电池储能系统相结合，可以在风机附近进行布局，并对蓄电池储能进行联合协调控制，但由于多台风机或蓄电池储能系统的协调控制相对复杂，整体协调控制需求较高，需要匹配更多独立的测控系统，单位容量投资成本高，不利于设备维护，用户用电满意度低。在风电控制系统监测方面，我国分布式风电信息采集与监测技术水平较低，相关研究较少，在系统优化和运行方面存在一定问题。

2中国风能高效利用的未来技术趋势

2.1大力推进风电与大能源电力系统双赢发展

在发电侧实现一体化协同发展，同时发展集中风电基地，重视发展分布式风电;在提高发电总装机容量的同时，加快供电结构调整和储能技术发展;用能产业布局应结合能源和资源禀赋的特点。为有效支持上述工作，必须高度重视能源和电力行业的统一规划，加强区域能源规划，协调常规能源和风电等新能源的统一协调规划和布局，实现电源与电网协调发展。

2.2建立风电均衡发展等新能源激励政策体系

建立完整的发电、并网、用电激励政策体系。在供电方面，要加强调峰能力建设，加快完善火电机组灵活改造和参与调峰补偿政策。在电网方面，在突破大型风电场集群控制能力的基础上，加快跨省、跨地区渠道建设，扩大新能源配置范围，全面发挥大电网的配置平衡能力。

2.3加快建立和完善风电等新能源消费市场机制

优先发展风能等新能源。优先在全省调度新能源，打破全省火力发电计划;打破省际壁垒，在区域内实施跨省辅助服务。加快建设全国统一的电力市场。建立以临时交易为主补充的中长期交易体系。启动跨地区、跨省份现货市场。电力用户可以选择在各省和地区购买新能源。尽快完善市场规则和新能源交易机制。建立新能源接收省和出口省的利益补偿机制。鼓励用户积极参与电力需求侧响应和市场交易。研究完善网络侧峰谷分时电价机制。

2.4完善风电行业管理和技术标准规范体系

将建立统一的风电发展管理体系，关键是整合各方面的资源，落实国家风电发展战略、规划和配套政策的设计，建立政府部门之间、电网整体之间的综合协调机制，发电、气象、技术研发、标准、装备制造等部门，协调和配置技术等资源，负责重大项目的组织实施，为风电发展创造良好的发展环境。其次，在五年发展规划中，政府应结合风电技术的发展变化，开展一定规模的先进技术示范项目，展示技术、资源、电网和市场的有效整合。

完善中国风电标准、测试和认证体系。一是不断完善风电机组、风电场的标准、检测和认证体系。其次，国际电工委员会（IEC）和中国目前使用的其他标准应进行修订，以符合中国的风能资源和环境条件。同时，随着风电利用形式和策略的多样化，相应的标准需要及时更新。

3结论

目前，我国风电的发展存在着一些不匹配，许多风电利用技术也随之出现。在我国风电利用技术方面，本文总结了我国风电的现状和存在的问题，指出了风电集中与分散，可以通过技术推广互补，最后从新能源激励政策、强化新能源给定市场机制、风电网络建设和技术标准等方面提出了风电利用技术的发展方向。

参考文献：

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