第一篇：風力發電技術與電價分析

風力發電技術與電價分析

本文主要介紹風電電價的構成，發展風力發電的必要性和現階段我國發展風電面臨的論難和機遇。通過對國內外的電力來源，能源結構，風能儲量及分布，風電的社會價值等方面的評價入手闡述我國發展風電的必要性和緊迫性。

通過對風電場建設規模，風力發電成本要素，風電電價構成，減低成本途徑，政府現行對風電的稅收鼓勵政策，現行風電產業特點和風電設備制造技術以及風電的社會效益等方面的分析，為政府，風電產業，融資領域和社會關注層面為解決風電產業中得各種矛盾以及為促進和發展風電產業建設提供理論依據和解決方案。

闡明我國積極發展風力發電事業，風電技術國產化和提高風電市場競爭力在我國具備著巨大的潛力。積極利用和發展風電這一再生能源，推動我國走可持續發展的能源之路，在我國已是勢在必行。

關鍵詞:風力發電，能源結構，政府鼓勵，風電電價

1.緒論

1.1 引言

能源，是人類生存的基本要素，也是國民經濟發展的主要物質基礎。隨著國際工業化的進程，全球未來能源消耗預計仍將以3的速度增長，常規能源資源面臨日益枯竭的窘境。進入20世紀，由于對能源的渴求，人們無節制地開采石油，煤炭，天然氣等這些埋在地層深處的維系人類生存的“能源食糧”，不僅嚴重地污染了我們的生存空間，惡化了自然環境，而且帶來了更可怕的惡果 — 能源枯竭。進入70年代，世界能源發生危機，石油價格劇烈上漲，極大的刺激了那些能源消耗大國，使他們把研究開發其他能源放到了重要位置，要生存就必須尋求開發新能源。為此，各國政府紛紛制定自己的能源政策，給新能源開發以特殊優惠政策和政府稅收補貼，從而使風能，原子能，太陽能，潮汐能，地熱能等的開發利用得以迅速發展。進入21世紀，可再生能源的發展與研究將在全球的資源利用中得到越來越多的重要，可再生能源在資源消耗中也將占據越來越高的比例。

世界能源危機為風電發展提供了機遇，但由于起步較晚，存在很多不確定因素阻礙風電行業的發展。我國風電行業發展比較迅速，但與國際風電行業的發展水平還有很大差距，國內的風電發動設備主要依靠進口，對外依賴性強，雖然風電成本已下降很多，但相比火電成本的優勢在短期內并不會明顯突出，風電行業的發展還有很多的阻礙因素。正是風電行業投資的高風險，必然為風電行業發展帶來高收益，不論是風電產業的經濟效益、對社會的效益，還是我國目前奉行的可持續發展和節約戰略，這些都為發電行業提供了很大的發展空間。

《中國風電產業市場發展研究及投資分析報告》根據國家統計局、國家發改委、國研網、歐洲風能協會和其他的一些權威渠道，內容豐富、翔實。在撰寫過程中，運用了大量的圖、表等分析工具，結合相關的經濟學理論，綜合運用定量和定性的分析方法，對風電行業的運行及發展趨勢做了比較詳細的分析，對影響行業發展的基本因素進行了審慎的剖析，報告還對國外風電行業發展迅速的國家相關政策進行了介紹和分析判斷，為我國風電行業的發展提供依據和選擇，是能源企業以及相關企事業單位、計劃投資于風電行業的企業和風電設備業行業準確了解目前我國風電市場動態，把握風電行業發展趨勢，制定企業戰略的重要參考依據 1.2 風力發電的歷史和現狀

風能是人類最早利用的能源之一。早在公元前 2000 年，埃及，波斯等國就己出現帆船和風磨，中世紀荷蘭與美國已有用于排灌的水平軸風車。中國是世界上最早利用風能的國家之一，早在 1800 年前，中國就有風車提水的紀錄。下面簡單介紹一下國內外現代風力機研制的歷史和現狀。

1.2.1中國風電的歷史和現狀

中國對現代風力機的研制可以追溯到二十世紀 50 年代，但有系統地研究還是從二十世紀 70 年代開始的。中國為了解決西部草原牧區，東部海島及邊遠山區的用電問題，國家鼓勵開發離網型風力機，國內各風電科研機構主要從事離網型的研制，并形成了一定的規模。根據中國的具體情況，重點推廣了戶用微型發電機，功率一般為 1001000W，目前已形成了一個生產，銷售，維修服務較完善的體系，部分產品出口。這為電網不能通達 3的地區約 60 萬居民解決了基本用電問題。電燈，電視進入千家萬戶，提高了人民群眾的生活質量。據世界能源組織統計，世界上十個最大的小型風力發電機生產企業中，中國占七個。截至 2000 年底，全國累計生產了離網型風力發電機組近二十萬臺。

1.3 中國風電電價定價機制的演變過程

中國的并網風電從 20 世紀 80 年代開始發展，尤其是“十一五”期間，風電發展非常迅速，總裝機容量從1989 年底的4200kW增長到2008年的 1,200 萬 kW，躍居世界第四位，標志著中國風電進入了大規模開發階段。總體看來，中國并網風電場的發展經歷了三個階段，即初期示范階段、產業化建立階段、規模化及國產化階段。各階段的電價特點及定價機制概括如下：

1.3.1 初期示范階段（1986-1993 年）

中國并網型風電發展起步于 1986 年。1986 年 5 月，第一個風電場在山東榮成馬蘭灣建成，其安裝的Vestas V15-55/11風電機組，是由山東省政府和航空工業部共同撥付外匯引進的。此后，各地又陸續使用政府撥款或國外贈款、優惠貸款等引進了一些風電機組，建設并網型風電場。由于這些風電場主要用于科研或作為示范項目，未進入商業化運行，因此，上網電價參照當地燃煤電價，由風力發電廠與電網公司簽訂購電協議后，報國家物價部門核準，電價水平在 0.28 元/kWh 左右，例如 20世紀90 年代初期建成的達坂城風電場，上網電價不足0.3元/kWh總體來說，此階段風電裝機累積容量為4200kW，風電發展的特點是利用國外贈款及貸款，建設小型示范電場。政府的扶持主要是在資金方面，如投資風電場項目及風力發電機組的研制。風電電價水平基本與燃煤電廠持平。

1.3.2產業化建立階段（1994-2003 年）

1994年起，中國開始探索設備國產化推動風電發展的道路，推出了“乘風計劃”，實施了“雙加工程”，制定了支持設備國產化的專項政策，風電場建設逐漸進入商業期。這些政策的實施，對培育剛剛起步的中國風電產業起到了一定作用，但由于技術和政策上的重重障礙，中國風電發展依然步履維艱。每年新增裝機不超過十萬千瓦。到2003年底，全國風電裝機容量僅56.84 萬千瓦。

這一階段，風電電價經歷了還本付息電價和經營期平均電價兩個階段。1994 年，國家主管部門規定，電網管理部門應允許風電場就近上網，并收購全部上網電量，上網電價按發電成本加還本付息、加合理利潤的原則確定，高出電網平均電價部分的差價由電網公司負擔，發電量由電網公司統一收購。隨著中國電力體制改革的深化，電價根據“廠網分開，競價上網”的目標逐步開始改革。

總體來說，這一時期的電價政策呈現出如下特點：上網電價由風力發電廠與電網公司簽訂購電協議，各地價格主管部門批準后，報國家物價部門備案，因此，風電價格各不相同。最低的仍然是采用競爭電價，與燃煤電廠的上網電價相當，例如，中國節能投資公司建設的張北風電場上網電價為 0.38 元/千瓦時；而最高上網電價每千瓦時超過 1 元，例如浙江的括蒼山風電場上網電價高達每千瓦時1.2元。

由此可見，從初期示范階段到產業化建立階段，電價呈現上升趨勢。

1.3.3規模化及國產化階段（2003 后）

為了促進風電大規模發展，2003年，國家發展改革委組織了第一期全國風電特許權項目招標，將競爭機制引入風電場開發，以市場化方式確定風電上網電價。截至2007年，共組織了五期特許權招標，總裝機容量達到880萬千瓦。

為了推廣特許權招標經驗，2006年國家發展改革委頒布《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》（發改價格[2006]7號）文件，提出了“風力發電項目的上網電價實行政府指導價，電價標準由國務院價格主管部門按照招標形成的價格確定”。根據該文件，部分省（區、市），如內蒙古、吉林、甘肅、福建等，組織了若干省級風電特許權項目.1.3.4目前中國風電電價政策

隨著風電的快速發展，“招標加核準”的模式已無法滿足風電市場發展和政府宏觀引導的現實需要。因此，在當前各地風電進入大規模建設階段，從招標定價加政府核準并行制度過渡到標桿電價機制，是行業發展的必然，也將引導風電產業的長期健康發展。

2009年 7月底，國家發展改革委發布了《關于完善風力發電上網電價政策的通知》(發改價格[2009]1906號)，對風力發電上網電價政策進行了完善。文件規定，全國按風能資源狀況和工程建設條件分為四類風能資源區，相應設定風電標桿上網電價。

1.4中國政府對風電的補貼政策

中國政府一直大力支持風電的發展，從2002 年開始，要求電網公司在售電價格上漲的部分中拿出一定份額，補貼可再生能源發電（即高出煤電電價的部分）。，電網和中國政府對風電的政策性補貼力度逐年加大，由 2002 年的 1.38 億元上升到 2008 年的 23.77 億元1（見圖 4）。由此可見，中國政府的政策是鼓勵可再生能源發展的，因此，中國風電迅速發展，三年間裝機容量翻番。盡管如此，由于風電運行的不確定性，技術操作能力和管理水平的限制，中國風電企業的盈利仍然是微薄的。結論

從以上分析我們可以看出，中國的風電電價變化和風電行業的發展特點密不可分。風電行業發展經歷了初期示范、產業化建立、規模化及國產化、目前逐漸完善等四個階段。與此相對應，四個階段的風電電價基本情況為：初期示范階段：與燃煤電價持平（不足0.3元/kWh）；產業化建立階段：由風力發電廠和電網公司簽訂購電協議確定，電價各不相同（0.38元/kWh～1.2元/kWh）；規模化及國產化階段：招標電價與核準電價共存，國家招標電價保持上升；目前完善階段：四類標桿電價（0.51元/kWh，0.54元/kWh，0.58元/kWh，0.61元/kWh）。在這期間，中國政府一直努力探索合理的風電電價市場形成機制。不同階段的機制不同，風電電價亦有所波動，國家的指導電價逐年上升，核準電價則略微下降，這都符合中國風電產業和世界風電產業的發展規律，使中國的風電電價更趨理性。同時，可以看到，中國政府在探索風電價格機制和規范風電電價的過程中，一直給予風電行業巨大的支持，2002年至2008年，國家對風電的補貼額從1.38億元上升為23.77億元，每年都在大幅度增長，這極大地提高了投資者的積極性，促使中國的風電裝機容量成倍增加，中國一躍成為風電大國。

因此，我們認為，中國政府是依據風電本身發展的客觀規律、電網的承受能力來確定風電電價，在確定電價時從未考慮 CDM 因素，定價過程完全與CDM無關。但是，也應該看到，在中國風力發展的過程中，CDM對風力發電企業克服資金和技術障礙確實發揮了積極作用，如果沒有CDM，中國風電發展速度不會如此迅速，更不會為減緩全球溫室氣體排放做出如此巨大的貢獻。因此，我們希望EB在審核中國風電項目時能充分考慮和理解中國特殊的定價機制，推動全球范圍內更多高質量 CDM 項目的成功注冊，為減緩全球氣候變化作出更多貢獻。

參考文獻：

1.王雙（作者）《風力發電發展與風電電價分析研究》（文章）2.中國風力發電網（作者）《中國風電及電價發展研究報告》 3.作者不詳 《 中國風電產業市場發展研究及投資分析報告》

第二篇：風力發電技術

風力發電技術和風能利用方式

1973年發生石油危機以后，西方發達國家為尋求替代石化燃料的能源，在風力發電技術的研究與應用上投入了相當大的人力和資金，充分綜合利用空氣動力學、新材料、新型電機、電力電子技術、計算機、自動控制及通信技術等方面的最新成果，開創了風能利用的新時期。

德國、美國、丹麥等國開發建立了評估風力資源的測量及計算機模擬系統，發展了變槳距控制及失速控制的風力機設計理論，采用了新型風力機葉片材料及葉片翼型，研制出了變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新型發電機，開發了由微機控制的單臺和多臺風力發電機組成的機群的自動控制技術，從而大大提高了風力發電的效率和可靠性。

風電場是大規模利用風能的有效方式，20世紀80年代初在美國加利福尼亞州興起。而海岸線附近的海域風能資源豐富，風力強，風速均勻，可大面積采獲能量，適合大規模開發風電。然而在海上建造難度也大：巨大的基座必須固定入海底30m深度，才能使裝置經受得住狂風惡浪的沖擊；水下的驅動裝置和電子部件必須得能防止高鹽度海水的腐蝕；與陸地連接還得需要幾公里長的海底電纜。

2.2風電裝機容量

德國的風力發電裝機容量已達610.7萬kW，占德國發電裝機容量的33%，居世界第1位。西班牙風電裝機容量283.6萬kW，居世界第2位。美國風力發電裝機容量已達261萬kW，居世界第3位。丹麥風電技術也很先進，裝機容量234.1萬kW。印度風電增長很快，到2000年累積裝機容量已達到122萬kW。日本的風電裝機容量46萬kW，運行較穩定的是海岸線或島上的風力發電站，已達576臺風電設備。

2.3各國的風力發電政策

目前風電機組成本仍比較高，但隨著生產批量的增大和技術的進一步改進，成本將會繼續下降(見表1)。許多國家建立了眾多的中型和大型風力發電場，并形成了一整套有關風力發電場的規劃方法、運行管理和維護方式、投融資方式、國家扶持的優惠政策及規范、法規等。

表1世界風電裝機容量（萬kW）和發電成本（美分/kW·h）

年份******97199819992000

容量******1393184

5成本15.310.97.26.66.15.65.35.15.04.94.8

數據來源：丹麥BTM咨詢公司

歐洲發展風電的動力主要來自于改善環境的壓力，將風電的發展作為減少二氧化碳等氣體排放的措施。德國、丹麥、西班牙等國都制定了比較高的風電收購電價，保持了穩定高速的增長，1996年以后年增長率超過30%，使風電成為發展最快的清潔電能。丹麥風電技術的發展策略是政府不直接支持制造廠商，而是對購買風電機組的用戶提供補貼。英國的《可再生能源責任法規》要求到2010年，每個電力供應商必須使可再生能源的電力供應量達到總電量的10%。

美國政府為鼓勵開發可再生能源，在20世紀80年代初出臺了一系列優惠政策。聯邦政府和加利福尼亞州政府對可再生能源的投資者分別減免了25%的稅賦，規定有效期到198

5年底，另外立法還規定電力公司必須得收購風電，并且價格應是長期穩定的。這些政策吸引了大量的資金采購風電機組，使剛剛建立起來的丹麥風電機組制造業獲得了大批量生產和改進質量的機會。到1986年這3個風電場的總裝機容量達到160萬kW。2002年美國德州的風電容量為118萬kW。德州政府規定，到2009年可再生能源的發電容量至少應達到200萬kW，并擬訂了110.4萬kW的風電建設計劃。

印度是一個缺電的發展中國家，政府制定了許多鼓勵風電的政策，如投資風電的企業，可將風電的電量儲蓄，在電網拉閘限電時，使有儲蓄的企業能夠得到優先供電。

澳大利亞的發電能源主要依靠煤炭。政府為改善電能結構，制定了一項強制性的可再生能源發電計劃，太陽能——風力電站將成為可再生能源利用的重要組成部分。

3我國風力發電的開發現況

我國擁有豐富的風能資源，若采用10m高度的風速測算，陸地風能資源理論儲量為32.26億kW，可開發的風能資源儲量為2.53億kW。我國近海風能資源約為陸地的3倍，由此可算出我國可開發的風能資源約為10億kW。

風能資源富集區主要在西北、華北北部、東北及東南沿海地區。20世紀70年代末80年代初，我國通過自主開發研制，額定容量低于10kW小型風力發電機實現了批量生產，在解決居住分散的農牧民和島嶼居民的用電方面有著重要意義。在國家有關部委的支持下，額定功率為200、250、300、600 kW的風力發電機組已研制出來，并在全國11個省區建立了27個風電場，浙江、福建、廣東沿海及新疆、內蒙古自治區都有較大功率的風力發電場。東部沿海有豐富的風能資源，距離電力負荷中心又近，海上風電場將成為新興的能源基地。國家計委在20世紀90年代中期制定了“光明工程”和“乘風計劃”, 1997年當年裝機超過10萬kW，到2001年底總裝機容量約40萬kW。

我國風電技術還處于發展初期，較歐美落后，關鍵原材料或零部件主要依靠進口。風電機組是風電場的核心設備，主要依靠進口機組，在風電場的建設投資中是主要部分，占總投資的60%～80%。為鼓勵風電的開發，我國對300kW以上機組免征進口稅。風電隨著技術的發展和批量生產，成本會繼續下降。

第三篇：風力發電技術綜述

風力發電技術綜述

摘要：風能是目前全球發展最快的可再生綠色能源，風力發電系統是將風能轉化為電能的關鍵系統，它直接關系到風力發電的性能與效率。它主要對風力發電的發展現狀和前景、風電系統的控制技術、風力發電機及其風電系統和風力發電中的關鍵技術作了簡單的介紹。

關鍵詞：風力發電；控制技術；并網技術；低電壓穿越

引言

在全球生態環境惡化和化石能源逐漸枯竭的雙重壓力下，對新能源的研究和利用已成為全球各國關注的焦點。風能作為一種可再生的清潔能源，受世界各國的重視程度越來越高，也越來越多的被應用到風力發電中。除水力發電技術外，風力發電是新能源發電技術中最成熟、最具大規模開發和最有商業化發展前景的發電方式。由于它可以在改善生態環境、優化能源結構、促進社會經濟可持續發展等方面有非常突出的作用，目前世界各國都在大力發展和研究風力發電及其相關技術。

1.國內外風力發電的現狀和前景

1.1 國外風力發電發展現狀世紀80 ～90 年代，風力發電技術得到了飛速的發展并且逐漸成熟。風力發電憑借它自身的優點，已經延伸到了電網難以達到的地方，給他們帶來了很多方便。據全球風能理事會(GWEC)發布的全球風電市場裝機數據顯示，全球風電產業 2011 年新增風電裝機容量達四萬一千兆瓦。這一新增容量使全球累計風電裝機達到二十三萬八千兆瓦。這一數據表明全球累計裝機實現了兩成多的年增長，新增裝機增長達到6%。到目前為止，全球七十多個國家有商業運營的風電裝機，其中二十二個國家的裝機容量超過 1GW。據估計到 2030 年，歐洲風電裝機可達三百億瓦，可滿足歐洲百分之二十的電力需求。

1.2國內風力發電發展現狀

我國風力資源儲量豐富，分布廣泛。陸上可開發的儲量為2.53億kW，海上可開發的儲量為7.5億kW。“大規模、高集中開發，遠距離和高電壓輸送”是我國風電發展的重要特征。近年來，我國風電發展迅猛，2006～2010 年風電總裝機容量從260萬kW增長到4 182.7萬kW，2010年新增風電裝機1 600萬kW，累計裝機容量和新增裝機容量均居世界第一。預計2020年我國風電累計裝機可以達到2.3億kW。這意味著未來十年中，風電總裝機容量

平均每年需新增1 800萬kW。預計每年需新增機組及其配套變流器約9 000臺。

2.風電系統的控制技術

風力發電系統的運行方式有三種：獨立型、并網型和聯合型。并網型風力發電系統由風力機控制器、風力機、傳動裝置、勵磁調節器、發動機、變頻器和變壓器等組成。

風力發電機組包括風力機、發電機、變速傳動裝置及相應的控制器等，用來實現風能與電能的能量轉換。風力發電的關鍵問題是風力機和發電機的功率和速度控制。

風電機組中將風能轉換成機械能的能量轉換裝置是風力機，它由風輪、迎風裝置和塔架等組成。按結構不同，風力機可分為水平軸式和立軸式兩種；按功率調節方式不同，風力機可分為定槳距失速、變槳距和主動失速 3 種。

風電機組中的發電機將機械能轉化為電能，發電機在并入電網時必須輸出恒定頻率(一般為 50 Hz)的電能。按照發電機轉速的不同，發電機可分為恒速和變速兩類，其中變速需要通過變頻器來實現。變頻器采用電力電子變流技術和控制技術，將發電機發出的頻率變化交流電轉換為與電網頻率相同、能與電網柔性連接的交流電，并且能實現最大風能跟蹤控制。按照拓撲結構的不同，變頻器可分為交-交型、交-直-交型和矩陣型三種；按照變頻器容量的不同可將變頻器分為部分容量和全部容量(全額)兩種。

變速傳動裝置可將風輪的低轉速轉換為發電機的較高轉速，按傳動鏈類型將其分為齒輪箱驅動和直接驅動兩種，其中前者包括單級和多級兩種齒輪箱驅動。

3.風力發電機及其風電系統

實現恒速或變速風力發電系統有許多種方案，所選發電機的類型主要取決于風電系統的形式。

傳統的恒速/變速風電系統共有四種：基于SCIG 的恒速風電系統[1]、基于WRIG 的受限變速風電系統[2]、基于ESC-SCIG 的變速風電系統[3]和基于MMG 的變速風電系統[4]。

現代風電系統一般采用變速恒頻技術，這種技術通過變流裝置或改造發電機結構來實現。現代變速恒頻風電系統共有六種：基于SCIG 的風電系統[5]、基于DFIG 的風電系統[6]、基于直驅式EESG 的風電系統[7]、基于直驅式PMSG 的風電系統[8]、基于半直驅PMSG 的風電系統[9]和基于PMBDCG 的風電系統[10]。

近年來，一些具有商業化潛力的新型風力發電機及其風力發電系統不斷涌現。新型變速恒頻風電系統主要有以下八種：基于 SRG 的風電系統[11]、基于 BDFIG 的風電系統[12]、基于CPG 的風電系統[13]、基于HVG 的風電系統[14]、基于DWIG 的風電系統[15]、基于

TFPMG 的風電系統[16]、基于DSPMG 的風電系統[17]和基于EVT 的風電系統[18]。

4.風力發電中的關鍵技術

4.1并網技術的研究和最大風能的捕獲

并網技術是通過對全功率電力變換器的控制算法來實現控制目的。并網控制方面，文獻

[19]提出了直流側并網的新方法。在直流電容與 DC/AC 之間安裝并網開關。并網前并網開關斷開，DC/AC 通過限流電阻對電容進行充電，此時發電機在風力機的帶動下轉速從 0 上升。當電容充電達到交流電網線電壓幅值時閉合并網開關，同步風力發電機并網。正常情況下，發電機轉速從低到高逐漸上升，并在某一轉速下并入電網。當由于某種原因，發電機在高轉速下脫網需要重新并網，由于此時電容已經充電且直流母線電壓高于網側交流線電壓幅值，因此只要將并網開關閉合就可實現并網。

直驅式永磁同步風力發電機經電力電子變換器并入電網以后的控制目標是風速小于額定風速時實現最大風能捕獲，風速超過額定風速時使系統以額定功率輸出[20]。

最大風能捕獲的目的就是通過適當的控制，使風力機轉速隨風速變化，始終沿著最佳功率曲線運行，從而使風能轉化最大化。最大風能追蹤可以有變槳距調節，也可以通過調節發電機功率來調節轉速以保持最佳葉尖速比實現。出于可行性、經濟性和可靠性的考慮，當前使用的主要是通過控制發電機輸出功率以調節其電磁功率，進而調節發電機轉速。

具體實現時，在發電機有功和無功功率解耦控制的基礎上，根據有功功率給定的提取方法的不同，又有有速度傳感器和無速度傳感器的控制方法之分。有速度傳感器的控制方法是根據風力機最佳功率曲線和風力機轉速實時計算發電機輸出功率給定。而無速度傳感器的控制方法又有擾動法[21,22,23]、參數估計法、查表法和人工在智能法幾類。

4.2低電壓穿越的研究

電網電壓跌落時，由于受變流器通流能力的限制，網側逆變器注入電網功率減小。而此刻機側整流器的功率并沒有改變，造成直流側的過電壓。如果維持直流側電壓穩定，則必然造成逆變器過電流。過電壓和過電流都將導致電力電子器件的損壞，為了保護變流器不被損壞，風力發電機組將在電壓跌落時退出運行。電網穿透率小時，風力發電機組在電壓跌落時退出運行還是可以接受的。

然而，隨著風力發電規模的不斷擴大，若風電機組在電壓跌落時仍然采取被動保護式脫網，則會增加整個系統的恢復難度，甚至使故障更加嚴重，最終導致系統其他機組全部解列。目前在風力發電技術發展領先的一些國家，如丹麥、德國等已相繼制定了新的電網運

行準則, 定量給出了風電系統離網的條件（如最低電壓跌落深度和跌落持續時間），只有當電網電壓跌落低于規定曲線以后才允許風力機脫網，當電壓在凹陷部分時,發電機應提供無功功率。這就要求風電系統具有較強的低電壓穿越能力，能方便地為電網提供無功支持。因此必須研究低電壓穿越的措施，實現電網電壓跌落時風力發電機不脫網運行。

文獻[24]通過在逆變器交流側加裝無功補償裝置和低通濾波器來應對電網電壓不對稱跌落對系統所造成的影響，使逆變器只能感受到電網的正序電壓，保持其對稱工作狀態，從而實現低電壓穿越；文獻[25-28]通過直流側加卸荷負載以消除電壓跌落時直流側的功率擁堵，避免直流側的過電壓和逆變器的過電流，實現低電壓穿越。這些方法都要增加專門的元件，降低了系統的可靠性和經濟性，使控制變得復雜。

結論

風電作為我國今后大力重點發展的 3 類新能源之一，在今后將具有廣闊的發展和應用前景，風力發電在擺脫對化石能源的過度依賴、緩解中國能源緊缺、改善生態環境和擴大社會效益等方面將做出較大的貢獻。本文對風力發電的發展狀況，如傳統的恒速/變速風電系統、現代變速恒頻風電系統和新型變速恒頻風電系統進行了簡單介紹。隨著風電技術的不斷變革以及機組制造工藝的持續改進，將來風力發電的競爭力必定逐漸提升，其發展前景廣闊。

參考文獻：

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第四篇：關于完善風力發電上網電價政策的通知

關于完善風力發電上網電價政策的通知

發改價格[2009]1906號

國家發展改革委關于

完善風力發電上網電價政策的通知

各省、自治區、直轄市發展改革委、物價局：

為規范風電價格管理，促進風力發電產業健康持續發展，依據《中華人民共和國可再生能源法》，決定進一步完善我委印發的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》（發改價格[2006]7號）有關規定。現就有關事項通知如下：

一、規范風電價格管理

（一）分資源區制定陸上風電標桿上網電價。按風能資源狀況和工程建設條件，決定將全國分為四類風能資源區，相應制定風電標桿上網電價。具體標準見附件。

今后新建陸上風電項目，包括沿海地區多年平均大潮高潮線以上的潮上灘涂地區和有固定居民的海島地區，統一執行所在風能資源區的風電標桿上網電價。跨省區邊界的同一風電場原則上執行同一上網電價，價格標準按較高的風電標桿上網電價執行。

（二）海上風電項目上網電價，今后將根據建設進程，由國務院價格主管部門另行制定。

（三）省級投資及能源主管部門核準的風電項目，要向國家發展改革委、國家能源局備案。

二、繼續實行風電價格費用分攤制度

風電上網電價在當地脫硫燃煤機組標桿上網電價以內的部分，由當地省級電網負擔；高出部分，通過全國征收的可再生能源電價附加分攤解決。脫硫燃煤機組標桿上網電價調整后，風電上網電價中由當地電網負擔的部分要相應調整。

三、有關要求

（一）上述規定自2009年8月1日起實行。2009年8月1日之前核準的風電項目，上網電價仍按原有規定執行。

（二）各風力發電企業和電網企業必須真實、完整地記載和保存風電項目上網交易電量、價格和補貼金額等資料，接受有關部門監督檢查。各級價格主管部門要加強對風電上網電價執行和電價附加補貼結算的監管，確保風電上網電價政策執行到位。

附件：全國風力發電標桿上網電價表

國家發展改革委

二○○九年七月二十日 全國風力發電標桿上網電價列表

Ⅰ類資源區

【電價】0.51元

【地區】內蒙古自治區除赤峰市、通遼市、興安盟、呼倫貝爾市以外其他地區；新疆維吾爾自治區烏魯木齊市、伊犁哈薩克族自治州、昌吉回族自治州、克拉瑪依市、石河子市

Ⅱ類資源區

【電價】0.54元

【地區】河北省張家口市、承德市；內蒙古自治區赤峰市、通遼市、興安盟、呼倫貝爾市；甘肅省張掖市、嘉峪關市、酒泉市

Ⅲ類資源區

【電價】0.58元

【地區】吉林省白城市、松原市；黑龍江省雞西市、雙鴨山市、七臺河市、綏化市、伊春市，大興安嶺地區；甘肅省除張掖市、嘉峪關市、酒泉市以外其他地區；新疆維吾爾自治區除烏魯木齊市、伊犁哈薩克族自治州、昌吉回族自治州、克拉瑪依市、石河子市以外其他地區；寧夏回族自治區

Ⅳ類資源區

【電價】0.61元

【地區】除Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類資源區以外的其他地區

第五篇：風力發電課程設計

1．風力發電發展的現狀

1.1世界風力發電的現狀

近20年風電技術取得了巨大的進步。1995—2006年風力發電能力以平均每年30%以上的速度增長，已經成為各種能源中增長速度最快的一種。今年來歐洲、北美的風力發電裝機容量所提供的電力2成為僅次于天然氣發電電力的第二大能源。歐洲的風力風力發電已經開始從“補充能源”向“戰略替代能源”的方向發展。

到2008年，世界風能利用嘴發達的國家是德國、美國和西班牙，中國名列世界第四位。丹麥是世界上使用風能比例最高的國家，丹麥能源消費的1/5來自于風力。

歐洲在開發海上風能方面也依然走在世界前列，其中丹麥、美國、愛爾蘭、瑞典和荷蘭等國家發展較快。尤其是在一些人口密度較高的國家，隨著陸地風電場殆盡，發展海上風電場已成為新的風機應用領域而受到重視。丹麥、德國、西班牙、瑞典等國家都在計劃較大的海上風電場項目。目前海上風電機組的平均單機容量在3MW左右，最大已達6MW。世界海上風電總裝機容量超過80萬千瓦。

有余風力發電技術已經相對成熟，因此許多國家對風發電的投入較大，其發展較快，從而使風電價格不斷下降。若考慮環保及地理因素，加上政府稅收優惠政策和相關支持，在有些地區風力發電已可與火力發電等展開競爭。在全球范圍內，風力發電已形年產值超過50億美元的產業。

1.2我過風力發電的發展現狀

我國風力發電從20世紀80年代開始起步，到1985年以后逐步走向產業化發展階段。

自2005年起，我國風電規模連續三年實現翻倍增長。風電新增容量每年都增加超過100%，僅次于美國、西班牙，成為世界風電快速增長的市場之一。根據國家能源局2009年公布的統計數據，截止2008年底，我國風電裝機容量已達1271萬千瓦，居世界第4位，但是風電在我國整個電力能源結構中所占的比重仍然比較低。

我國將在內蒙古、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇沿海等省區建設十多個百萬千瓦級和幾個千瓦級風電基地。根據目前國內增長趨勢，預計到2020年，中國風電總裝機容量將達到1.3億~1.5億千瓦。風力發電機

2.1恒速恒頻的籠式感應發電機

恒速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的運行轉速變化范圍很小，近似恒定；發電機輸出的交流電能頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為鼠籠式感應發電機組。

恒速恒頻式發電機組都是定槳距失速調節型。通過定槳距失速控制的風力機使發電機轉速保持在恒定的數值，繼而使風電機并網后定子磁場旋轉頻率等于電網頻率，因而轉子、風輪的速度變化范圍較小，不能保持在最佳葉尖速比，捕獲風能的效率低。

2.2變速恒頻的雙饋感應式發電機

變速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，允許發電機組的運行轉速變化，而發電機定子發出的交流電能的頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為雙饋感應式異步發電機組。

雙饋感應式發電機結合了同步發電機和異步發電機的特點。這種發電機的定子和轉子都可以和電網交換功率，雙饋因此而得名。

雙饋感應式發電機，一般都采用升級齒輪箱將風輪的轉速增加若干倍，傳遞給發電機轉子轉速明顯提高，因而可以采用高速發電機，體積小，質量輕。雙饋交流器的容量僅與發電機的轉差容量相關，效率高、價格低廉。這種方案的缺點是升速輪箱價格貴，噪聲大、易疲勞損壞。

2.3變速變頻的直驅式永磁同步發電機

變速變頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的轉速和發電機組定子側產生的交流電能的頻率都是變化的。因此，此類風力 需要在定子側串聯電力變流裝置才能實現聯網運行。通常該類風力發電系統中的發電機組為永磁同步發電機組。

直驅式風力發電機組，風輪與發電機的轉子直接耦合，而不經過齒輪箱，“直驅式”因此而得名。由于風輪的轉速一般較低，因此只能采用低速的永磁式發電機。因而無齒輪箱，可靠性高；但采用低速永磁發電機，體積大，造價高；而且發電機的全部功率都需要交流器送入電網，變流器的容量大，成本高。

如果將電力變流裝置也算作是發電機組的一部分，只觀察最終送入電網的電能特征，那么直驅式永磁同步發電機組也屬于變速恒頻的風力發電系統。

3介紹相關風力發電控制技術

3.1風力發電控制系統的目的由于風力發電機組是復雜多變量非線性系統，具有不確定性和多干擾等特點。風力發電控制系統的基本目標分為4個層次：保證可靠運行，獲取最大能量，提供良好電力質量，延長機組壽命。控制系統實現以下具體功能:

(1)運行風俗范圍內，確保系統穩定運行。

(2)低風速時，跟蹤最優葉尖速比，實現最大風能捕獲。

(3)高風速時，限制風能捕獲，保持風力發電機組的額定輸出功率。

(4)減少陣風引起的轉矩峰值變化，減少風輪機械應力和輸出功率波動。

(5)控制代價小。不同輸入信號的幅值應有限制，比如槳距角的調節范圍和變槳距速率有一

定限制。

(6)抑制可能引起機械共振的頻率。

(7)調節機組功率，控制電網電壓、頻率穩定。

3.2風力發電控制系統

除了風輪和發電機這兩個核心部分，風力發電機組換包括一些輔助部件，用來安全、高效的利用風能，輸出高質量的電能。

（1）傳動機構

雖說用于風力發電的現代水平軸風力機大多采用高速風輪，但相對于發電的要求而言，風輪的轉速其實并沒有那么高。考慮到葉片材料的強度和最佳葉尖速必的要求，風輪轉速大約是18~33r/min。而常規發電機的轉速多為800r/min或1500r/min。

對于容量較大的風電機組，由于風輪的轉速很低，遠達不到發電機發電的要求，因而可以通過齒輪箱的增速作用來實現。風力發電機組中的齒輪箱也稱增速箱。在雙饋式風力發電機組中，齒輪箱就是一個不可缺少的重要部件。大型風力發電機的傳動裝置，增速比一般為40~50。這樣，可以減輕發電機質量，從而節省成本。

也有一些采用永磁同步發電機的風力發電系統，在設計時由風輪直接驅動發電機的轉子，而省去齒輪箱，以減輕質量和噪聲。

對于小型的風電機組，由于風輪的轉速和發電機的額定轉速比較接近，通常可以將發電機的軸直接連到風輪的輪轂。

（2）對風系統（偏航系統）

自然界的風方向多變。只有讓風垂直地吹向風輪轉動面，風力機才能最大限度地獲得風能。為此，常見的水平軸的風力機需要配備調向系統，使風輪的旋轉面經常對準風向。

對于小容量風力發電機組，往往在風輪后面裝一個類似風向標的尾舵，來實現對風功能。對于容量較大的風力發電機組，通常配有專門的對風裝置——偏航系統，一般由風向傳感器

和伺服電動機組合而成。大型機組都采用主動偏航系統，即采用電力或液壓拖動來完成對風動作，偏航方式通常采用齒輪驅動。

一般大型風力機在機艙后面的頂部有兩個互相獨立的傳感器。當風向發生改變時，風向標登記這個方位，并傳遞信號到控制器，然后控制器控制偏航系統轉動機艙。

（3）限速裝置

風輪轉速和功率隨著風速的提高而增加，風速過高會導致風輪轉速過高和發電機超負荷，危及風力發電機組的運行安全。限速安全機構的作用是使風輪單位轉速在一定的風速范圍內基本保持不變。

（4）液壓制動裝置

機組的液壓系統用于偏航系統剎車、機械剎車盤驅動，當風速過高時使風輪停轉，保證強風下風電機組安全。

機組正常時，需維持額定壓力區間運行。液壓泵控制液壓系統壓力，當壓力下降至設定值后，啟動油泵運行，當壓力升高至某設定值后，停泵。

4風力發電技術發展趨勢的展望

4.1風力發電的發展方向

風力發電技術是目前可再生能源利用中技術最成熟的、最具商業化發展前景的利用方式，也是本世紀最具規模開發前景的新能源之一合理利用風能，既可減少環境污染，有可減輕目前越來越大的能源短缺給人類帶來的壓力。

未來風力發電技術將向著以下幾個方向發展。

（1）單機容量大。主流的新增風力機的單機容量將從750KW~1.5MW向2MW甚至更大的容量發展。目前世界上單機容量最大的風機，為5MW風力發電機，海上風力發電的6MW風電機組也已研制成功。

（2）風電場規模增大。將從10MW級向100MW、1000MW級發展。

（3）從陸地向海上發展。

（4）生產成本進一步降低。

4.2未來風力發電的展望

據專家們測估，全球可利用的風能資源為200億千瓦，約是可利用水力資源的10倍。如果利用1%的風能能量，可產生世界現有發電總量8%~9%的電量。“風力12”、歐洲風能聯合會、能源和發展論壇以綠色和平組織于2002年聯合發表了一篇報告，以上述估計值作為基礎，制定了風能的目標：到2020年，風力發電將占到全球發電總量的12%。為了達到這個目標，需要建立總容量大約為1260GW的風能裝置，每年可發電3000TW·h左右。這相當于現在歐盟的用電量。世界風能協會預計，從世界范圍來看，預計2020年，風電裝機容量會達到1231GW。年發電量相當于屆時世界電力需求的12%，與上述報告的結論一致。風電會向滿足世界20%電力需求的方向發展，相當于今天的水電，有研究顯示到2040年大致可以實現這一目標。屆時將創造179萬個就業機會，風電成本下降40%，減少排放100多億噸二氧化碳。因此，在建設資源節約型社會的國度里，風力發電已不再是無足輕重的補充能源，而是最具有商業化發展前景的新興能源產業。