我国风电资源利用效率分析

我国风电资源利用效率分析

石玉春

甘肃中电投新能源发电有限责任公司 甘肃白银 730700

摘要：近年来，我国对电能需求不断增加，风电资源的利用也越来越受到重视。风能资源作为一种清洁可再生能源，在我国储量非常丰富，在全球能源危机的背景下，风力发电已经成为我国可持续发展战略的重要依托，具有深远的发展前景。本文通过风电利用效率技术指标以及风能资源的环境效益和风电企业的财务效益对我国近年来风电资源利用状况进行系统的评价分析，最后提出提高风能资源利用效率有效途径的建议。

关键词：风电资源；风力发电；效率；利用状况

引言

近年来环境问题日益突出，可再生能源大规模并入电网已成为趋势，由于风电本身具有强不确定性，面对电网波动时不具有常规机组的强致稳性与抗扰性。大容量风电场接入电网后，给电网调频、调压以及调度运行等带来了巨大负担。平滑风电出力，是保障电网稳定运行、彰显风电价值的关键问题。平滑风电出力一般借助于风电场储能系统，对于多个风电场集中接入电网的情况，可采用集中配置储能系统的方式平抑区域风电总出力波动。

1我国现行风电资源利用效率与效益分析

1.1技术更复杂、建设成本更高

海上条件恶劣，波浪、强风、湿气及盐蚀等自然因素可能威胁风电场等电气机械类设备的长期可靠运行。由于海上风电主要分布在中国东南沿海区域，而该地区常常遭受台风侵袭，在台风等极端恶劣天气下，受影响程度相比陆地上更大。常规近海天气状况下，对风机、基础及电缆的不利影响常常来自于高风速的阵风。海上风电场的设计及认证更需确保风力机的可靠运行。虽然近海环境下没有太多的障碍物撞击叶片，但重新安装的代价巨大。所以海上风电机组在材料、结构设计以及制造工艺等方面均提出了相比于陆地风电更高的要求，其总体造价较陆地高出很多，一般来说海上风电场总投资成本要比陆上风电场总投资成本高出2倍以上。

1.2面临各种技术风险

海上风电机组单机容量大，对风电机组防腐蚀的要求更严格，质量控制尤为重要。同时，项目设计过程漫长复杂、行业标准缺失、建设阶段需要大吨位船舶、投产后需要长期维护，这些都是发展海上风电产业需要面临的技术挑战。

1.3风电企业的财务效益

风电企业的财务效益评价是对风电利用评价必不可少的一个环节，因此，我们选取国内16家上市的风电企业作为研究对象，通过对这16家风电企业财务效益的研究来对我国风电企业的现状以及发展前景进行分析。我们通常以净资产收益率(ROE)和总资产报酬率（ROA）作为对企业财务效益评价的重要财务指标，总资产报酬率(ROA)反映利润与资产的比值，而净资产收益率(ROE)反映利润与股东权益的比值，这两个指标都是作为评价企业盈利能力的核心指标。

2提高风能资源利用效率的途径分析

2.1电网建设和规划方面

1)根据风电发展趋势和政策要求，结合负荷发展和大型电源基地规划，根据电源规划关键点，合理安排风电建设时序，推动电网建设及时匹配电源开发，解决电源送出卡脖子问题。2)同步配套建设相应容量的调峰调频电源，解决大规模风电接入给电网带来的调峰调频问题，确保电网安全稳定运行。

2.2加强纵向产业链宏观调控，加大对电网建设的投入

我们需要着力解决风力发电与电网建设之间发展不协调的问题。这就要求：1)国家必须进一步完善各地区之间电网发展的协调规划，增强东西部电力输送能力，加强电网基础建设，以达到增强风电跨区消纳能力的效果。2)对电网的调度工作制定更严格的标准。因为风电场的运行过程有较大的不确定性，所以要对调度人员调度自动化技术手段和运行监控水平及协调反应能力提出更严格的要求，从而应对地区电压稳定、联络线功率调节等方面运行控制的难度。3)对现有的风电调度模式做出改进。当装机容量快速增加后，分省平衡的调度模式将无法满足线路控制的要求，所以新的适用于大规模风电场运行的和电力系统需要被超前研究开发，减少“弃风限电”对于风电利用效率的影响。

2.3管理制度、技术支撑方面

1)组织建立统一的海上风电并网验收规范、调度评价机制和调度运行规范，制定风电场调度管理考核指标体系，实现海上风电调度管理全链条制度标准全覆盖，保证海上风电安全、规范入网。2)制定统一规范的海上风电国标、行标，规范海上风电相关技术要求。3)加快海上风电功率预测方法研究及技术支持系统开发建设，积累海上风电功率预测经验，提高功率预测精度，实现海上风电的可知、可测、可控。

2.4完善供应链相关供应链配置

现存海上风机基础形式主要包括：重力式基础（GravityBase）、单桩基础（Monopile）、三脚架式基础（Tripod）、导管架式基础（Jacket）、多桩式基础等。据统计，全球已投入使用的海上风电装机容量中，约80%风机基础为单桩基础；其结构简单，成本低，易于生产和安装。紧随其后的分别为：三脚架式基础（6%）、重力式基础（5%）、多桩式基础（4%）等。单桩式基础将继续占据主导地位，但根据目前计划建设项目所披露的信息，导管架式的基础市场份额将有所增加，反映了海上风电行业向深海远岸发展的趋势。随着深远海风电市场的进一步开拓，浮式基础研究与应用将成为必然。在海上风场电力基础设施方面，海上风场向深远海发展的趋势以及大功率风机的使用对电力系统也提出了更高的要求。传统33kV电缆的电力输送能力可达36MW，适用于6MW及以下风机。但随着8MW及更大功率风机的投入使用，66kV输送电压已经被提上日程。目前，英国Blyth海上风场示范项目已确定使用66kV传输电压，ABB公司也于2017年制造出66kVWindSTAR变压器并应用于此项目中。因此，66kV高电压传输将成为今后发展趋势。

2.5调度运行控制方面

1)科学制定电网网内机组发电调度原则，有序安排煤机轮停，加大核电机组调峰力度，开展热电厂供热方案合理性评估，深挖热电联产机组调峰潜力。部分地区可以依托辅助服务市场的开展，激励电厂主动实施灵活调峰改造，释放调峰潜力，低谷消纳问题。2)开展海上风电大规模接入出力对系统供应及安全运行影响的风险研究，深入研究风电机组涉网参数对系统运行特性的影响，推动风电机组涉网参数并网监测试验抽检工作。

结语

综上所述，从我国现行风电资源利用效率方面来看，通过对我国风电资源利用效率建立评价体系，并对风电资源利用效率的技术指标以及环境效益和财务效益方面对我国现行风电资源利用效率进行分析，我们可以得出结论：虽然我国目前风电行业日趋成熟，但由于弃风限电现象的普遍存在，而且风电企业过度依赖政府补贴，风电资源利用效率不高，需要建立完善的风电产业监测和评价体系，有针对性地解决弃风限电的情况。总体而言，目前我国风电行业正处于高速发展时期，具有很大的发展潜力，虽然在发展期间存在困难与障碍，但随着国家对新能源的重视，风电行业整体向前推进。

参考文献

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