海上风力发电技术综述

第一篇：海上风力发电技术综述

风力发电技术综述

摘要：风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源， 风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统， 它直接关系到风力发电的性能与效率。它主要对风力发电的发展现状和前景、风电系统的控制技术、风力发电机及其风电系统和风力发电中的关键技术作了简单的介绍。

关键词：风力发电;控制技术;并网技术;低电压穿越

引言

在全球生态环境恶化和化石能源逐渐枯竭的双重压力下，对新能源的研究和利用已成为全球各国关注的焦点。 风能作为一种可再生的清洁能源， 受世界各国的重视程度越来越高， 也越来越多的被应用到风力发电中。除水力发电技术外， 风力发电是新能源发电技术中最成熟、 最具大规模开发和最有商业化发展前景的发电方式。由于它可以在改善生态环境、 优化能源结构、 促进社会经济可持续发展等方面有非常突出的作用， 目前世界各国都在大力发展和研究风力发电及其相关技术。

1. 国内外风力发电的现状和前景

1.1 国外风力发电发展现状

20 世纪80 ～90 年代， 风力发电技术得到了飞速的发展并且逐渐成熟。风力发电凭借它自身的优点， 已经延伸到了电网难以达到的地方，给他们带来了很多方便。据全球风能理事会(GWEC)发布的全球风电市场装机数据显示， 全球风电产业 2011 年新增风电装机容量达四万一千兆瓦。这一新增容量使全球累计风电装机达到二十三万八千兆瓦。这一数据表明全球累计装机实现了两成多的年增长， 新增装机增长达到6%。到目前为止， 全球七十多个国家有商业运营的风电装机， 其中二十二个国家的装机容量超过 1GW。据估计到 2030 年， 欧洲风电装机可达三百亿瓦， 可满足欧洲百分之二十的电力需求。

1.2国内风力发电发展现状

我国风力资源储量丰富，分布广泛。陆上可开发的储量为2.53亿kW，海上可开发的储量为7.5亿kW。“大规模、高集中开发，远距离和高电压输送”是我国风电发展的重要特征。近年来，我国风电发展迅猛，2006～2010 年风电总装机容量从260万kW增长到4 182.7万kW，2010年新增风电装机1 600万kW，累计装机容量和新增装机容量均居世界第一。预计2020年我国风电累计装机可以达到2.3亿kW。这意味着未来十年中，风电总装机容量

平均每年需新增1 800万kW。预计每年需新增机组及其配套变流器约9 000台。

2. 风电系统的控制技术

风力发电系统的运行方式有三种：独立型、并网型和联合型。并网型风力发电系统由风力机控制器、 风力机、 传动装置、 励磁调节器、 发动机、 变频器和变压器等组成。

风力发电机组包括风力机、 发电机、 变速传动装置及相应的控制器等， 用来实现风能与电能的能量转换。风力发电的关键问题是风力机和发电机的功率和速度控制。

风电机组中将风能转换成机械能的能量转换装置是风力机， 它由风轮、 迎风装置和塔架等组成。按结构不同， 风力机可分为水平轴式和立轴式两种;按功率调节方式不同， 风力机可分为定桨距失速、 变桨距和主动失速 3 种。

风电机组中的发电机将机械能转化为电能， 发电机在并入电网时必须输出恒定频率(一般为 50 Hz)的电能。按照发电机转速的不同， 发电机可分为恒速和变速两类， 其中变速需要通过变频器来实现。变频器采用电力电子变流技术和控制技术， 将发电机发出的频率变化交流电转换为与电网频率相同、 能与电网柔性连接的交流电， 并且能实现最大风能跟踪控制。按照拓扑结构的不同， 变频器可分为交-交型、 交-直-交型和矩阵型三种;按照变频器容量的不同可将变频器分为部分容量和全部容量(全额)两种。

变速传动装置可将风轮的低转速转换为发电机的较高转速， 按传动链类型将其分为齿轮箱驱动和直接驱动两种， 其中前者包括单级和多级两种齿轮箱驱动。

3. 风力发电机及其风电系统

实现恒速或变速风力发电系统有许多种方案，所选发电机的类型主要取决于风电系统的形式。

传统的恒速/变速风电系统共有四种：基于SCIG 的恒速风电系统[1]、基于WRIG 的受限变速风电系统[2]、基于ESC- SCIG 的变速风电系统[3]和基于MMG 的变速风电系统[4]。

现代风电系统一般采用变速恒频技术，这种技术通过变流装置或改造发电机结构来实现。现代变速恒频风电系统共有六种：基于SCIG 的风电系统[5]、基于DFIG 的风电系统[6]、基于直驱式EESG 的风电系统[7]、基于直驱式PMSG 的风电系统[8]、基于半直驱PMSG 的风电系统[9]和基于PMBDCG 的风电系统[10]。

近年来， 一些具有商业化潜力的新型风力发电机及其风力发电系统不断涌现。新型变速恒频风电系统主要有以下八种：基于 SRG 的风电系统[11]、基于 BDFIG 的风电系统[12]、基于CPG 的风电系统[13]、基于HVG 的风电系统[14]、基于DWIG 的风电系统[15]、基于

TFPMG 的风电系统[16]、基于DSPMG 的风电系统[17]和基于EVT 的风电系统[18]。

4. 风力发电中的关键技术

4.1并网技术的研究和最大风能的捕获

并网技术是通过对全功率电力变换器的控制算法来实现控制目的。并网控制方面，文献

[19]提出了直流侧并网的新方法。 在直流电容与 DC/AC 之间安装并网开关。并网前并网开关断开，DC/AC 通过限流电阻对电容进行充电， 此时发电机在风力机的带动下转速从 0 上升。 当电容充电达到交流电网线电压幅值时闭合并网开关，同步风力发电机并网。 正常情况下，发电机转速从低到高逐渐上升，并在某一转速下并入电网。当由于某种原因， 发电机在高转速下脱网需要重新并网， 由于此时电容已经充电且直流母线电压高于网侧交流线电压幅值， 因此只要将并网开关闭合就可实现并网。

直驱式永磁同步风力发电机经电力电子变换器并入电网以后的控制目标是风速小于额定风速时实现最大风能捕获， 风速超过额定风速时使系统以额定功率输出[20]。

最大风能捕获的目的就是通过适当的控制，使风力机转速随风速变化，始终沿着最佳功率曲线运行，从而使风能转化最大化。 最大风能追踪可以有变桨距调节，也可以通过调节发电机功率来调节转速以保持最佳叶尖速比实现。 出于可行性、经济性和可靠性的考虑，当前使用的主要是通过控制发电机输出功率以调节其电磁功率，进而调节发电机转速。

具体实现时， 在发电机有功和无功功率解耦控制的基础上，根据有功功率给定的提取方法的不同，又有有速度传感器和无速度传感器的控制方法之分。有速度传感器的控制方法是根据风力机最佳功率曲线和风力机转速实时计算发电机输出功率给定。而无速度传感器的控制方法又有扰动法[21,22,23]、参数估计法、查表法和人工在智能法几类。

4.2低电压穿越的研究

电网电压跌落时， 由于受变流器通流能力的限制，网侧逆变器注入电网功率减小。而此刻机侧整流器的功率并没有改变，造成直流侧的过电压。如果维持直流侧电压稳定，则必然造成逆变器过电流。过电压和过电流都将导致电力电子器件的损坏， 为了保护变流器不被损坏， 风力发电机组将在电压跌落时退出运行。电网穿透率小时，风力发电机组在电压跌落时退出运行还是可以接受的。

然而，随着风力发电规模的不断扩大，若风电机组在电压跌落时仍然采取被动保护式脱网， 则会增加整个系统的恢复难度，甚至使故障更加严重，最终导致系统其他机组全部解列。 目前在风力发电技术发展领先的一些国家，如丹麦、德国等已相继制定了新的电网运

行准则, 定量给出了风电系统离网的条件(如最低电压跌落深度和跌落持续时间)，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力机脱网，当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。这就要求风电系统具有较强的低电压穿越能力，能方便地为电网提供无功支持。 因此必须研究低电压穿越的措施， 实现电网电压跌落时风力发电机不脱网运行。

文献[24]通过在逆变器交流侧加装无功补偿装置和低通滤波器来应对电网电压不对称跌落对系统所造成的影响， 使逆变器只能感受到电网的正序电压，保持其对称工作状态，从而实现低电压穿越;文献[25-28]通过直流侧加卸荷负载以消除电压跌落时直流侧的功率拥堵， 避免直流侧的过电压和逆变器的过电流，实现低电压穿越。这些方法都要增加专门的元件，降低了系统的可靠性和经济性，使控制变得复杂。

结论

风电作为我国今后大力重点发展的 3 类新能源之一， 在今后将具有广阔的发展和应用前景， 风力发电在摆脱对化石能源的过度依赖、 缓解中国能源紧缺、 改善生态环境和扩大社会效益等方面将做出较大的贡献。本文对风力发电的发展状况，如传统的恒速/变速风电系统、现代变速恒频风电系统和新型变速恒频风电系统进行了简单介绍。随着风电技术的不断变革以及机组制造工艺的持续改进， 将来风力发电的竞争力必定逐渐提升， 其发展前景广阔。

参考文献：

[1]程明，张运乾，张建忠.风力发电机发展现状及研究进展[J].电力科学与技术学报，2009，24(3):2 -9.

[2]李辉，薛玉石，韩力.并网风力发电机系统的发展综述[J].微特电机，2009，37(5):55 -61. [3]杨培宏，刘文颖.基于 DSP 实现风力发电机组并网运行[J].可再生能源，2007， 25(4):79 -82.

[4]吴聂根，程小华.变速恒频风力发电技术综述[J].微电机，2009，42(8):69 -72.

[5]荆龙.鼠笼异步电机风力发电系统优化控制[D].北京:北京交通大学，2008.

[6]林成武，王凤翔，姚兴佳.变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究[J].中国电机工程学报，2003，23(11):122 -125.

[7]周扬忠，胡育文，黄文新.基于直接转矩控制电励磁同步电机转子励磁电流控制策略[J].南京航空航天大学学报:自然科学版，2007，39(4):429 -434.

[8]张岳，王凤翔.直驱式永磁同步风力发电机性能研究[J].电机与控制学报，2009， 13(1):78 -

82.

[9]陈昆明，汤天浩，陈新红，等.永磁半直驱风力机控制策略仿真[J].上海海事大学学报:自然科学版，2008，29(4):39 -44.

[10]夏长亮,张茂华，王迎发，等.永磁无刷直流电机直接转矩控制[J].中国电机工程学报， 2008， 28(6):104 -109.

[11]胡海燕，潘再平.开关磁阻风力发电系统综述[J].机电工程，2004，21(10):48 -52.

[12]刘伟，沈宏，高立刚，等.无刷双馈风力发电机直接转矩控制系统研究[J].电力系统保护与控制，2010，38(5):77 -81.

[13] 桓毅， 汪至中.风力发电机及其控制系统的对比分析[J].中小型电机， 2002， 29(4):41 -45.

[14]杜新梅，刘坚栋，李泓.新型风力发电系统[J].高电压技术，2005，31(1):63 -65.

[15]李勇，胡育文，黄文新，等.变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研[J].中国电机工程学报，2008，28(20):124 -130.

[16]董萍，吴捷，陈渊睿，等.新型发电机在风力发电系统中的应用[J].微特电机， 2004， 32(7):39 -44.

[17]张建忠，程明.新型直接驱动外转子双凸极永磁风力发电机[J].电工技术学报，2007， 22(12):15 -21.

[18]袁永杰.开关磁阻四端口机电换能器及在风力发电中的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学，2008.

[19] 徐科,胡敏强,杜炎森,等.直流母线电压控制实现并网与最大风能跟踪[J].电力系统自动化，2007，31

(11):53-58.

[20] 吴迪，张建文. 变速直驱永磁风力发电机控制系统的研究[J]大电机技术，2006(6): 51-55

[21] 王生铁,张润和,田立欣. 小型风力发电系统最大功率控制扰动法及状态平均建模与分析[J]. 太阳能学报，2006，27(8):828-837.

[22] 闫耀民，范瑜，汪至中. 永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制[J]. 电工技术学报，2002，17

(6):82-86.

[23] 房泽平,王生铁.小型风电系统变步长扰动 MPPT 控制仿真研究[J].计算机仿真，2007,24

(9):241-244.

[24] MARIUS F, CRISTIAN L, GHEORGHE-DANIEL A, etal . Voltage Sags Ride-Through of Motion SensorlessControlled PMSG for Wind Turbines[C]. Industry Applications Conference, 2007.

[25] 李建林,胡书举，孔德国，等. 全功率变流器永磁直驱风电系统低电压穿越特性研究[J].电力系统自动化，2008，32(19):92-95.

[26] 胡书举，李建林, 许洪华. 直驱式 VSCF 风电系统直流侧Crowbar 电路的仿真分析[J].电力系统及其自动化学报，2008，20(3):118-123.

[27] 李建林,胡书举，孔德国，等. 全功率变流器永磁直驱风电系统低电压穿越特性研究[J].电力系统自动化，2008，32(19):92-95.

[28] 胡书举，李建林,许洪华. 变速衡频风电系统应对电网故障的保护电路分析[J].变流技术与电力牵引，2008(1):45-51.

第二篇：海上风力发电行业市场研究报告

北京汇智联恒咨询有限公司

定价：两千元

〖目 录〗

第一章 海上风力发电概述

第一节 海上风力发电发展概况

第二节 海上风力发电简介

第三节 世界风力发电概况

第二章 世界近海风电场发展综述

第一节 欧洲近海风电场概况

第二节 北美海上风电现状和展望

第三节 风力发电机结构分类

第四节 风力发电机叶片材料的技术发展路线

第五节 海上风电场建设问题及研究

第三章 世界各国海上风力发电现状分析

第一节 丹麦海上风力发电分析

第二节 英国海上风力发电分析

第三节 美国海上风力发电分析

第四节 德国海上风力发电

第五节 世界海上风电场分析

第四章 我国风力发电行业分析

第一节 我国的风能资源

第二节 我国风电产业发展现状

一、全国电力工业统计分析

二、我国风电产业发展现状

三、我国风电产业发展前景

四、我国风电装机容量

五、风电装机迅速提高

第三节 风电产业市场发展动态分析

第四节 我国风力发电产业面临的问题

一、目前我国风能发电布局误区

二、风力发电产业的发展问题

三、我国风力发电设备产业化难题

四、风力发电面临全行业亏损窘境

五、未来风电市场的巨大硬伤

第五节 风电产业发展建议

一、风电产业发展建议

二、中国风力发电清洁发展机制项目开发建议

第五章 我国风电政策现状

第一节 我国风电政策分析

一、电力工业发展的基本思路

二、我国可再生能源政策

三、风力发电借政策谋壮大

四、风电发展相关政策待跟进

五、我国将努力形成海上风电技术

第二节 我国风电政策动态

一、我国拟颁布兆瓦级风电机标准

二、国家发改委确定可再生能源发电价格

三、风电特许权政策分析

四、国家将修订风力发电装机目标

第六章 我国海上风电行业动态

第一节 中国海上风电场发展概况

第二节 青岛海上风电场

第三节 广东南澳海上风力发电厂

第四节 上海海上风电场

第五节 浙江省海上风电项目

第六节 江苏省海上风电项目

第七节 海南省海上风电项目

第七章 国内电力设备行业现状分析

第一节 国内行业发展概况

一、电力设备行业整体发展情况

二、电力设备行业景气期来临

三、电力设备制造行业发展趋势

第二节 发电设备市场发展分析

一、发电设备制造业市场状况

二、发电设备市场容量或超预期

三、全国发电设备供应情况

四、发电设备市场发展趋势

第三节 各种输变电设备市场格局

一、变压器

二、电抗器

三、互感器

四、组合电器

五、断路器

六、隔离开关

第四节 我国风电设备制造业现状

一、风力发电产业概述

二、全球风电设备制造业发展现状

三、我国风力发电设备业现状

四、中国风电设备制造企业发展环境

五、中国先进水平兆瓦级风力发电机投运

第五节 我国风电设备制造业投资潜力

一、风电设备发展潜力

二、海上风电场适用机型调查研究

三、我国风电设备制造企业的优势

第八章 风电设备行业主要厂商分析

第一节 国际风力发电机生产厂商分析(排名不分先后)

一、丹麦Vestas公司

二、西班牙Gamesa公司

三、德国Enercon公司

四、GEWind公司

五、西门子

六、印度Suzlon公司

第二节 国内风力发电机生产厂商综述

一、国内整机厂商介绍

二、国外厂商在华设厂

三、国产风力发电设备零部件厂商

第三节 风电设备未来的市场容量与竞争格局

第四节 主要风电设备上市公司分析(排名不分先后)

一、湘潭电机股份有限公司

二、华仪电气股份有限公司

三、保定天威保变电气股份有限公司

四、卧龙电气集团股份有限公司

五、国电南瑞科技股份有限公司

六、特变电工股份有限公司

第九章 海上风电行业前景与投资

第一节 风电技术的发展趋势

一、中国风力发电产业发展趋势

二、世界风电设备发展趋势

第二节 我国风电行业投资前景分析

一、我国风电行业前景分析

二、风电发展困局有望突破

三、国内风电设备受到资金关注

四、我国大型风机发展路线确定

第三节 海上风电行业投资成本分析

一、海上风机设计基础

二、海上风电场设计的关键技术

三、海上风电场的运行与维护经验

四、风电场运行与维护费用分析

五、降低海上风电场成本分析

第四节 海上风电行业投资风险

一、海上风力发电场对于环境的影响

二、海上风电投资风险

三、风电行业投资风险

第五节 印度风电崛起及借鉴

第三篇： 风力发电技术与电价分析

本文主要介绍风电电价的构成，发展风力发电的必要性和现阶段我国发展风电面临的论难和机遇。通过对国内外的电力来源，能源结构，风能储量及分布，风电的社会价值等方面的评价入手阐述我国发展风电的必要性和紧迫性。

通过对风电场建设规模，风力发电成本要素，风电电价构成，减低成本途径，政府现行对风电的税收鼓励政策，现行风电产业特点和风电设备制造技术以及风电的社会效益等方面的分析，为政府，风电产业，融资领域和社会关注层面为解决风电产业中得各种矛盾以及为促进和发展风电产业建设提供理论依据和解决方案。

阐明我国积极发展风力发电事业，风电技术国产化和提高风电市场竞争力在我国具备着巨大的潜力。积极利用和发展风电这一再生能源，推动我国走可持续发展的能源之路，在我国已是势在必行。

关键词:风力发电，能源结构，政府鼓励，风电电价

1. 绪论

1.1 引言

能源，是人类生存的基本要素，也是国民经济发展的主要物质基础。随着国际工业化的进程，全球未来能源消耗预计仍将以3的速度增长，常规能源资源面临日益枯竭的窘境。进入20世纪， 由于对能源的渴求， 人们无节制地开采石油 ，煤炭， 天然气等这些埋在地层深处的维系人类生存的“能源食粮”，不仅严重地污染了我们的生存空间，恶化了自然环境，而且带来了更可怕的恶果 — 能源枯竭。进入70年代，世界能源发生危机，石油价格剧烈上涨，极大的刺激了那些能源消耗大国，使他们把研究开发其他能源放到了重要位置，要生存就必须寻求开发新能源。为此，各国政府纷纷制定自己的能源政策，给新能源开发以特殊优惠政策和政府税收补贴，从而使风能，原子能，太阳能，潮汐能，地热能等的开发利用得以迅速发展。进入21世纪，可再生能源的发展与研究将在全球的资源利用中得到越来越多的重要，可再生能源在资源消耗中也将占据越来越高的比例。

世界能源危机为风电发展提供了机遇，但由于起步较晚，存在很多不确定因素阻碍风电行业的发展。我国风电行业发展比较迅速，但与国际风电行业的发展水平还有很大差距，国内的风电发动设备主要依靠进口，对外依赖性强，虽然风电成本已下降很多，但相比火电成本的优势在短期内并不会明显突出，风电行业的发展还有很多的阻碍因素。正是风电行业投资的高风险，必然为风电行业发展带来高收益，不论是风电产业的经济效益、对社会的效益，还是我国目前奉行的可持续发展和节约战略，这些都为发电行业提供了很大的发展空间。

《中国风电产业市场发展研究及投资分析报告》根据国家统计局、国家发改委、国研网、欧洲风能协会和其他的一些权威渠道，内容丰富、翔实。在撰写过程中，运用了大量的图、表等分析工具，结合相关的经济学理论，综合运用定量和定性的分析方法，对风电行业的运行及发展趋势做了比较详细的分析，对影响行业发展的基本因素进行了审慎的剖析，报告还对国外风电行业发展迅速的国家相关政策进行了介绍和分析判断，为我国风电行业的发展提供依据和选择，是能源企业以及相关企事业单位、计划投资于风电行业的企业和风电设备业行业准确了解目前我国风电市场动态，把握风电行业发展趋势，制定企业战略的重要参考依据 1.2 风力发电的历史和现状

风能是人类最早利用的能源之一。 早在公元前 2000 年，埃及， 波斯等国就己出现帆船和风磨， 中世纪荷兰与美国已有用于排灌的水平轴风车。 中国是世界上最早利用风能的国家之一， 早在 1800 年前 ，中国就有风车提水的纪录。 下面简单介绍一下国内外现代风力机研制的历史和现状。

1.2.1中国风电的历史和现状

中国对现代风力机的研制可以追溯到二十世纪 50 年代，但有系统地研究还是从二十世纪 70 年代开始的 。中国为了解决西部草原牧区 ，东部海岛及边远山区的用电问题，国家鼓励开发离网型风力机， 国内各风电科研机构主要从事离网型的研制 ，并形成了一定的规模。 根据中国的具体情况， 重点推广了户用微型发电机， 功率一般为 1001000W ，目前已形成了一个生产， 销售 ，维修服务较完善的体系 ，部分产品出口。 这为电网不能通达 3的地区约 60 万居民解决了基本用电问题。 电灯， 电视进入千家万户， 提高了人民群众的生活质量 。据世界能源组织统计， 世界上十个最大的小型风力发电机生产企业中 ，中国占七个 。截至 2000 年底， 全国累计生产了离网型风力发电机组近二十万台。

1.3 中国风电电价定价机制的演变过程

中国的并网风电从 20 世纪 80 年代开始发展，尤其是“十一五”期间，风电发展非常迅速，总装机容量从1989 年底的4200kW增长到2008年的 1,200 万 kW ，跃居世界第四位，标志着中国风电进入了大规模开发阶段。总体看来，中国并网风电场的发展经历了三个阶段，即初期示范阶段、产业化建立阶段、规模化及国产化阶段。各阶段的电价特点及定价机制概括如下：

1.3.1 初期示范阶段(1986-1993 年)

中国并网型风电发展起步于 1986 年。1986 年 5 月，第一个风电场在山东荣成马兰湾建成，其安装的Vestas V15-55/11风电机组，是由山东省政府和航空工业部共同拨付外汇引进的。此后，各地又陆续使用政府拨款或国外赠款、优惠贷款等引进了一些风电机组，建设并网型风电场。由于这些风电场主要用于科研或作为示范项目，未进入商业化运行，因此，上网电价参照当地燃煤电价，由风力发电厂与电网公司签订购电协议后，报国家物价部门核准，电价水平在 0.28 元/kWh 左右，例如 20世纪90 年代初期建成的达坂城风电场，上网电价不足0.3元/kWh总体来说，此阶段风电装机累积容量为4200kW，风电发展的特点是利用国外赠款及贷款，建设小型示范电场。政府的扶持主要是在资金方面，如投资风电场项目及风力发电机组的研制。风电电价水平基本与燃煤电厂持平。

1.3.2产业化建立阶段(1994-2003 年)

1994年起，中国开始探索设备国产化推动风电发展的道路，推出了“乘风计划”，实施了“双加工程”，制定了支持设备国产化的专项政策，风电场建设逐渐进入商业期。这些政策的实施，对培育刚刚起步的中国风电产业起到了一定作用，但由于技术和政策上的重重障碍，中国风电发展依然步履维艰。每年新增装机不超过十万千瓦。到2003年底，全国风电装机容量仅56.84 万千瓦。

这一阶段，风电电价经历了还本付息电价和经营期平均电价两个阶段。1994 年，国家主管部门规定，电网管理部门应允许风电场就近上网，并收购全部上网电量，上网电价按发电成本加还本付息、加合理利润的原则确定，高出电网平均电价部分的差价由电网公司负担，发电量由电网公司统一收购。随着中国电力体制改革的深化，电价根据“厂网分开，竞价上网”的目标逐步开始改革。

总体来说，这一时期的电价政策呈现出如下特点：上网电价由风力发电厂与电网公司签订购电协议，各地价格主管部门批准后，报国家物价部门备案，因此，风电价格各不相同。最低的仍然是采用竞争电价，与燃煤电厂的上网电价相当，例如，中国节能投资公司建设的张北风电场上网电价为 0.38 元/千瓦时;而最高上网电价每千瓦时超过 1 元，例如浙江的括苍山风电场上网电价高达每千瓦时1.2元。

由此可见，从初期示范阶段到产业化建立阶段，电价呈现上升趋势。

1.3.3规模化及国产化阶段(2003 后)

为了促进风电大规模发展，2003年，国家发展改革委组织了第一期全国风电特许权项目招标，将竞争机制引入风电场开发，以市场化方式确定风电上网电价。截至2007年，共组织了五期特许权招标，总装机容量达到880万千瓦。

为了推广特许权招标经验，2006年国家发展改革委颁布《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》 (发改价格[2006]7号)文件，提出了“风力发电项目的上网电价实行政府指导价，电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定” 。根据该文件，部分省(区、市) ，如内蒙古、吉林、甘肃、福建等，组织了若干省级风电特许权项目. 1.3.4目前中国风电电价政策

随着风电的快速发展， “招标加核准”的模式已无法满足风电市场发展和政府宏观引导的现实需要。因此，在当前各地风电进入大规模建设阶段，从招标定价加政府核准并行制度过渡到标杆电价机制，是行业发展的必然，也将引导风电产业的长期健康发展。

2009年 7月底，国家发展改革委发布了《关于完善风力发电上网电价政策的通知》(发改价格[2009]1906号)，对风力发电上网电价政策进行了完善。文件规定，全国按风能资源状况和工程建设条件分为四类风能资源区，相应设定风电标杆上网电价。

1.4中国政府对风电的补贴政策

中国政府一直大力支持风电的发展，从2002 年开始，要求电网公司在售电价格上涨的部分中拿出一定份额，补贴可再生能源发电(即高出煤电电价的部分) 。 ， 电网和中国政府对风电的政策性补贴力度逐年加大，

由 2002 年的 1.38 亿元上升到 2008 年的 23.77 亿元1(见图 4) 。由此可见，中国政府的政策是鼓励可再生能源发展的，因此，中国风电迅速发展，三年间装机容量翻番。尽管如此，由于风电运行的不确定性，技术操作能力和管理水平的限制，中国风电企业的盈利仍然是微薄的。 结论

从以上分析我们可以看出，中国的风电电价变化和风电行业的发展特点密不可分。风电行业发展经历了初期示范、产业化建立、规模化及国产化、目前逐渐完善等四个阶段。与此相对应，四个阶段的风电电价基本情况为：初期示范阶段：与燃煤电价持平(不足0.3元/kWh) ;产业化建立阶段：由风力发电厂和电网公司签订购电协议确定，电价各不相同(0.38元/kWh～1.2元/kWh) ;规模化及国产化阶段：招标电价与核准电价共存，国家招标电价保持上升;目前完善阶段：四类标杆电价(0.51元/kWh，0.54元/kWh，0.58元/kWh，0.61元/kWh) 。在这期间，中国政府一直努力探索合理的风电电价市场形成机制。不同阶段的机制不同，风电电价亦有所波动，国家的指导电价逐年上升，核准电价则略微下降，这都符合中国风电产业和世界风电产业的发展规律，使中国的风电电价更趋理性。同时，可以看到，中国政府在探索风电价格机制和规范风电电价的过程中，一直给予风电行业巨大的支持， 2002年至2008年，国家对风电的补贴额从1.38亿元上升为23.77亿元， 每年都在大幅度增长，这极大地提高了投资者的积极性，促使中国的风电装机容量成倍增加，中国一跃成为风电大国。

因此，我们认为，中国政府是依据风电本身发展的客观规律、电网的承受能力来确定风电电价，在确定电价时从未考虑 CDM 因素，定价过程完全与CDM无关。但是，也应该看到，在中国风力发展的过程中，CDM对风力发电企业克服资金和技术障碍确实发挥了积极作用，如果没有CDM，中国风电发展速度不会如此迅速，更不会为减缓全球温室气体排放做出如此巨大的贡献。因此，我们希望EB在审核中国风电项目时能充分考虑和理解中国特殊的定价机制，推动全球范围内更多高质量 CDM 项目的成功注册，为减缓全球气候变化作出更多贡献。

参考文献：

1. 王双(作者) 《风力发电发展与风电电价分析研究》(文章) 2.中国风力发电网(作者) 《中国风电及电价发展研究报告》 3.作者不详 《 中国风电产业市场发展研究及投资分析报告》

第四篇：风力发电的调节控制技术发展

在起动阶段，通过调节变桨距系统控制发电机转速，将发电机转速保持在同步转速附近，寻找最佳并网时机然后平稳并网;在额定风速以下时，主要调节发电机反力转矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能;在额定风速以上时，采用变速与桨叶节距双重调节，通过变桨距系统调节限制风力机获取能量，保证发电机功率输出的稳定性，获取良好的动态特性;而变速调节主要用来响应快速变化的风速，减轻桨距调节的频繁动作，提高传动系统的柔性。变速恒频这种调节方式是目前公认的最优化调节方式，也是未来风电技术发展的主要方向。

随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。作为风力资源较为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的自主开发与研究，“十五”期间，600kw风力发电机组开始产业化实施，兆瓦级失速型。兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍，并指出其各自的优缺点。

1定桨距失速调节型风力发电机组 定奖距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机(即大/小发电机)。在低风速段运行的，采用小电机使桨叶县有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。 失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。其缺点是叶片重晏大(与变桨距风机叶片比较)，桨叶、轮载、塔架等部件受力较大，机组的整体效率较低。

2 变桨距调节型风力发电机组 变奖距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电;在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节;当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。 随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大小，调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。 变桨距调节的优点是桨叶受力较小，桨叶做的较为轻巧。桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而能够尽可能多的吸收风能转化为电能，同时在高风速段保持功率平稳输出。缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。

3 主动失速调节型风力发电机组 将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距调节的优点，桨叶采用失速特性，调节系统采用变桨距调节。在低风速肘，将桨叶节距调节到可获取最大功率位置，桨距角调整优化机组功率的输出;当风力机发出的功率超过额定功率后，桨叶节距主动向失速方向调节，将功率调整在额定值以下，限制机组最大功率输出，随着风速的不断变化，桨叶仅需要微调维持失速状态。制动刹车时，调节桨叶相当于气动刹车，很大程度上减少了机械刹车对传动系统的冲击。 主动失速调节型的优点是其言了定奖距失速型的特点，并在此基础上进行变桨距调节，提高了机同频率后并入电网。机组在叶片设计上采用了变桨距结构。

其调节方法是：在起动阶段，通过调节变桨距系统控制发电机转速，将发电机转速保持在同步转速附近，寻找最佳并网时机然后平稳并网;在额定风速以下时，主要调节发电机反力转矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能;在额定风速以上时，采用变速与桨叶节距双重调节，通过变桨距系统调节限制风力机获取能量，保证发电机功率输出的稳定性，获取良好的动态特性;

而变速调节主要用来响应快速变化的风速，减轻桨距调节的频繁动作，提高传动系统的柔性。变速恒频这种调节方式是目前公认的最优化调节方式，也是未来风电技术发展的主要方向。 变速恒频的优点是大范围内调节运行转速，来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化，可以最大限度的吸收风能，因而效率较高;控制系统采取的控制手段可以较好的调节系统的有功功率、无功功率，但控制系统较为复杂。

第五篇：我国风力发电现状及其技术发展02

2.3风力发电机组控制策略的发展

风能是一种能量密度低、稳定性较差的能源，由于风速、风向的随机性变化，导致风力机叶片攻角不断变化，使叶尖速比偏离最佳值，风力机的空气动力效率及输入到传动链的功率发生变化，影响了风电系统的发电效率并引起转矩传动链的振荡，会对电能质量及接入的电网产生影响，对于小电网甚至会影响其稳定性。风力发电机组通常采用柔性部件，这有助于减小内部的机械应力，但同时也会使风电系统的动态特性复杂化，且转矩传动模块会有很大振荡。目前，对风力发电机的控制策略研究根据控制器类型可分为两大类：基于数学模型的传统控制方法和现代控制方法。传统控制采用线性控制方法，通过调节发电机电磁转矩或桨叶节距角，使叶尖速比保持最优值，从而实现风能的最大捕获。对于快速变化的风速，其调节相对滞后。同时基于某工作点的线性化模型的方法，对于工作范围较宽、随机扰动大、不确定因素多、非线性严重的风电系统并不适用。

现代控制方法主要包括变结构控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等[7,8]。变结构控制因具有快速响应、对系统参数变化不敏感、设计简单和易于实现等优点而在风电系统中得到广泛应用。鲁棒控制具有处理多变量问题的能力，对于具有建模误差、参数不准确和干扰位置系统的控制问题，在强稳定性的鲁棒控制中可得到直接解决。模糊控制是一种典型的智能控制方法，其最大的特点是将专家的知识和经验表示为语言规则用于控制，不依赖于被控制对象的精确的数学模型，能够克服非线性因素的影响，对被调节对象有较强的鲁棒性。由于风力发电机的精确数学模型难以建立，模糊控制非常适合于风力发电机组的控制，越来越受到风电研究人员的重视。人工神经网络是以工程技术手段来模拟人脑神经元网络的结构与特征的系统。利用神经元可以构成各种不同的拓扑结构的神经网络，它是生物神经网络的一种模拟和近似。利用神经网络的学习特性，可用于风力机的低风速的节距控制。

3存在的问题及展望

尽管近年来我国风电产业得到了迅猛的发展，但同时也暴露出众多的问题。首先，我国尚未完全掌握风电机组的核心设计及制造技术。在设计技术方面，我国不仅每年需支付大量的专利、生产许可及技术咨询费用，在一些具有自主研发能力的风电企业中，其设计所需的应用软件、数据库和源代码都需要从国外购买。在风机制造方面，风机控制系统、逆变系统需要大量进口，同时，一些核心零部件如轴承、叶片和齿轮箱等与国外同类产品相比其质量、寿命及可靠性尚有很大差距。其次，我国风电发展规划与电网规划不相协调，上网容量远小于装机容量。风电发展侧重于资源规划，风电场的建设往往没有考虑当地电网的消纳能力，从而造成装机容量大，并网发电少的现状。2009年新增装机容量中1/3未能上网，送电难已经成为制约风电发展的瓶颈。最后，我国风电的技术标准和规范不健全，包括风机制造、检测、调试、关键零部件生产及电场入网等相关标准亟需建立和完善。因此，展望我国未来的风电产业发展，必须加强自主创新掌握核心技术;必须加大电网建设力度，合理规范风电开发;必须加大政策扶持力度，建立健全完善统一的风电标准规范体系。

参考文献：

[1] 陈永祥,方征.中国风电发展现状、趋势及建议[J].科技综述，2010(4)：14-19.

[2] 张明锋, 邓凯,陈波等.中国风电产业现状与发展[J].机电工程，2010，1

(27)：1-3.

[3] 党福玲，朝克，贾永.我国风电产业发展现状浅析[J].经济论坛，2010(12)：58-60.

[4] 韩永奇，韩晨曦.中国风电产业的发展与前景[J].新材料产业，2010(12)：8-10.

[5] 王超，张怀宇，王辛慧等.风力发电技术及其发展方向[J].电站系统工程，2006，22(2)：11-13.

[6] 许洪华,郭金东.世界风电技术发展趋势和我国未来风电发展探讨[J].电力设备，2005，6(10)：106-108.

[7] 张新房,徐大平,柳亦兵等.风力发电技术的发展及相关控制问题综述[J].华北电力技术，2005(5):42-45.

[8] 马昕霞, 宋明中,马强等.风力发电系统控制技术的研究.上海电力学院学报[J].2005(3):205-209.[