一

引 言

風(fēng)電是資源潛力巨大、技術(shù)較為成熟的可再生能源，在減排溫室氣體、應(yīng)對氣候變化的新形勢下，越來越受到世界各國的重視，并已在全球大規(guī)模開發(fā)利用。

“十一五”到“十二五”期間，我國風(fēng)電經(jīng)歷了飛速發(fā)展的10年，成為國內(nèi)繼火電、水電之后的第三大電源。

隨著風(fēng)電市場規(guī)模的迅速擴(kuò)大，我國風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)進(jìn)一步提高，一個具有競爭力的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系已初步形成，涵蓋原材料加工、零部件制造、整機(jī)制造、開發(fā)建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和檢測認(rèn)證體系等各個環(huán)節(jié)。風(fēng)電機(jī)組設(shè)備制造基本上實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和型譜化，機(jī)型涵蓋雙饋、直驅(qū)和混合式，單機(jī)容量從1.5MW迅速發(fā)展到目前最大的6MW級，并實(shí)現(xiàn)了從陸地風(fēng)電到海上風(fēng)電的跨域。

我國風(fēng)電技術(shù)水平不斷提高，通過引進(jìn)消化吸收和再創(chuàng)新，基本掌握了風(fēng)電行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)，并且在適合低風(fēng)速風(fēng)況和惡劣環(huán)境風(fēng)電機(jī)組開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展，處于全球領(lǐng)先地位，在大容量機(jī)組開發(fā)上也實(shí)現(xiàn)了與世界同步。這些成就，既保證了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，也為我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)從大到強(qiáng)的跨越式發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國少數(shù)具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，這也讓我國迎來歷史上難得的在風(fēng)電領(lǐng)域與國際領(lǐng)先水平并駕齊驅(qū)的機(jī)會和形勢。在高速發(fā)展過程中，我國建立起了具有國際先進(jìn)水平的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品遠(yuǎn)銷20多個國家和地區(qū)。此外，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)每年還吸引超過千億元的投資，提供近50萬個就業(yè)崗位，發(fā)揮著良好的社會綜合效益。

隨著“一帶一路”和“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，我國風(fēng)電制造企業(yè)也加快了高端裝備制造“走出去”的步伐，為我國風(fēng)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用開辟了更為廣闊的市場，帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。

二

我國風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)展

1.發(fā)展歷程

我國開展風(fēng)電技術(shù)研發(fā)已有40多年的歷史，特別是經(jīng)過近十年來的發(fā)展，快速走上了產(chǎn)業(yè)化的道路。早在20世紀(jì)80年代，我國就通過國家科技項目陸續(xù)支持研制過離網(wǎng)型和并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量從15kW到200kW，但絕大部分未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

“九五”和“十五”期間，政府組織實(shí)施“乘風(fēng)計劃”、國家科技攻關(guān)計劃，以及國債項目和風(fēng)電特許權(quán)項目，支持建立了首批6家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)，進(jìn)行風(fēng)電技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，其中部分企業(yè)掌握了600kW和750kW單機(jī)容量定槳距風(fēng)電機(jī)組的總裝技術(shù)和關(guān)鍵部件設(shè)計制造技術(shù)，初步掌握了定槳距機(jī)組總體設(shè)計技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，邁出了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的第一步。特別需要說明的是，“十五”期間，通過對國家“863”計劃“兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組”重大招標(biāo)項目的支持，我國完成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的1MW雙饋式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組和1.2MW直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的研制，并于2005年并網(wǎng)發(fā)電，成功實(shí)現(xiàn)了兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組從無到有的重大突破，標(biāo)志著我國風(fēng)電技術(shù)跨入兆瓦級時代。

2006年，我國政府實(shí)施了《可再生能源法》，風(fēng)電正式進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用的階段?！笆晃濉逼陂g，科技部針對我國風(fēng)電整機(jī)技術(shù)水平低、自主研制能力差、產(chǎn)業(yè)不完整、可持續(xù)發(fā)展能力弱等亟待解決的重大問題，在已有1.0MW雙饋式和1.2MW直驅(qū)式兩種機(jī)型大功率風(fēng)電機(jī)組設(shè)計、制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，由國家科技支撐計劃立項，支持了“大功率風(fēng)電機(jī)組研制與示范”重大項目，規(guī)劃了風(fēng)電整機(jī)成套設(shè)備、關(guān)鍵零部件、海上風(fēng)電、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系等4個主要研究方向，由全國23家單位共同承擔(dān)，基本囊括了當(dāng)時行業(yè)內(nèi)的骨干企業(yè)和科研單位。項目直接推動了中國風(fēng)電配套產(chǎn)業(yè)鏈及其產(chǎn)品創(chuàng)新機(jī)制的建立、發(fā)展和完善。

隨著國家陸續(xù)制定出臺了促進(jìn)風(fēng)電等可再生能源發(fā)展的相關(guān)法規(guī)和扶持政策，眾多國內(nèi)外企業(yè)大舉投入中國風(fēng)電制造業(yè)，大多瞄準(zhǔn)了風(fēng)電整機(jī)制造，通過引進(jìn)生產(chǎn)許可證、建立合資企業(yè)、開展自主研發(fā)或聯(lián)合研發(fā)等手段，研制兆瓦級以上風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品。

據(jù)不完全統(tǒng)計，在2008年，進(jìn)入風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)的國內(nèi)企業(yè)一度多達(dá)80家，其中包含大量國有或國有控股的制造企業(yè)，涉及電力設(shè)備、航空航天和重工機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)。這些大型企業(yè)利用自身相關(guān)技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)，通過聯(lián)合設(shè)計或引入戰(zhàn)略合作方從事發(fā)展風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)設(shè)計和制造。代表企業(yè)(產(chǎn)品)有：金風(fēng)科技(1.5MW/750kW)、運(yùn)達(dá)風(fēng)電(1.5MW)、東方 電氣(1.5MW)、華銳(1.5MW)、國電聯(lián)合動力(1.5MW)、廣東明陽(1.5MW)、上海電氣(1.25MW)等。

經(jīng)過一定時期的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)引進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)對風(fēng)電技術(shù)的復(fù)雜性和對產(chǎn)品研發(fā)挑戰(zhàn)的認(rèn)識日益深入，越來越多的企業(yè)形成了“在技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上加快消化吸收進(jìn)程、增強(qiáng)自主研發(fā)能力”的共識，這些企業(yè)大部分在引進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了國產(chǎn)化的工作，并針對我國風(fēng)資源的特點(diǎn)進(jìn)行了適應(yīng)性開發(fā)。另外，積極引進(jìn)Bladed等國外先進(jìn)的風(fēng)電機(jī)組輔助計算設(shè)計工具，更多地采用聯(lián)合設(shè)計和自主研制開發(fā)新產(chǎn)品。代表企業(yè)(產(chǎn)品)有：金風(fēng)(1.5MW直驅(qū))、浙江運(yùn)達(dá)(1.5MW雙饋)、上海電氣(2MW雙饋)、重慶海裝(2MW雙饋)、華銳(3MW雙饋)等。

國有大型企業(yè)和民營企業(yè)與國內(nèi)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)合作自主研發(fā)機(jī)型，也取得了豐碩的成果。大學(xué)研究機(jī)構(gòu)把依托國家科研項目形成的科研成果轉(zhuǎn)讓給企業(yè)，并為企業(yè)提供持續(xù)的研發(fā)和技術(shù)支持，形成高效的風(fēng)電產(chǎn)—學(xué)—研聯(lián)合發(fā)展機(jī)制。如沈陽華創(chuàng)依托沈陽工業(yè)大學(xué)風(fēng)能技術(shù)研究所的技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)，在1MW機(jī)組研制的基礎(chǔ)上研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)組，包括1.5～7MW之間的三大系列數(shù)十種系列化機(jī)組產(chǎn)品。

目前，我國整機(jī)制造能力經(jīng)過10年來的快速發(fā)展，開發(fā)出若干具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)型，并得到風(fēng)場的大規(guī)模應(yīng)用和長時間的驗證;3MW及以下兆瓦級機(jī)組總體設(shè)計及零部件制造技術(shù)已經(jīng)成熟，正在開發(fā)更大單機(jī)容量的系列化產(chǎn)品。1.5MW、2MW風(fēng)電機(jī)組的供應(yīng)能力充足，3MW風(fēng)電機(jī)組已批量運(yùn)行，5～6MW風(fēng)電機(jī)組也已投入運(yùn)行。

上海電氣3.6MW、湘電風(fēng)能5MW、東方 電氣5.5MW、海裝風(fēng)電5MW、太原重工5MW等海上風(fēng)電機(jī)組陸續(xù)下線安裝。在國家“863”計劃支持下，華創(chuàng)7MW和運(yùn)達(dá)5MW海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)進(jìn)入新階段。截至2015年底，我國海上風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)商達(dá)到10家，累計裝機(jī)容量達(dá)到100MW以上的機(jī)組制造商有上海電氣、華銳風(fēng)電、遠(yuǎn)景能源、金風(fēng)科技。目前我國單機(jī)容量最大的是6MW機(jī)組，除了原有聯(lián)合動力和明陽風(fēng)電的產(chǎn)品，金風(fēng)科技也在2015年新增吊裝一臺6MW機(jī)組。

2.技術(shù)研發(fā)

基礎(chǔ)研究：近年來，國家各類科技計劃和基金項目對風(fēng)電技術(shù)的基礎(chǔ)研究給予了較多資助，表1為國家“973”計劃、國家“863”計劃和國家科技支撐計劃資助的風(fēng)電研發(fā)項目和課題的部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973”計劃)迄今共立項資助了4個以風(fēng)電研究為主題的項目。其中，“大型風(fēng)電機(jī)組的空氣動力學(xué)基礎(chǔ)研究”項目，針對兆瓦級風(fēng)電機(jī)組葉片在空氣動力學(xué)、氣動彈性、氣動噪聲等基礎(chǔ)方面的科學(xué)問題進(jìn)行了探索，形成了兆瓦級風(fēng)電機(jī)組葉片的自主設(shè)計能力?！按笮惋L(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵力學(xué)問題研究及設(shè)計實(shí)現(xiàn)”項目，針對多兆瓦級風(fēng)電機(jī)組整機(jī)在氣動載荷、非線性氣動彈性、海上風(fēng)電機(jī)組水動載荷與支撐結(jié)構(gòu)等方面開展了研究，形成了多兆瓦級海上大型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)的自主設(shè)計能力。“大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)基礎(chǔ)科學(xué)問題研究”項目，針對大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)，開展遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、高集中度的風(fēng)電并網(wǎng)問題的基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)研究。國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(“863”計劃)在風(fēng)電機(jī)組專用翼型設(shè)計、整機(jī)和關(guān)鍵部件開發(fā)、風(fēng)電場電氣控制、海上風(fēng)電場建設(shè)、海上風(fēng)電場送電與并網(wǎng)等方面對多個課題給予了資助。

據(jù)不完全統(tǒng)計，自2005年以來，國家自然科學(xué)基金資助的風(fēng)能相關(guān)項目為370項，研究內(nèi)容涵蓋了風(fēng)能利用的各個領(lǐng)域和方面。從項目年度分布來看(見圖1)，2010～2014年的資助項目占2005～2014年資助總項目數(shù)的81%，說明風(fēng)能利用的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)研究近年來得到了極大的重視。

從學(xué)術(shù)期刊論文的發(fā)表情況看，我國研究人員在風(fēng)電機(jī)組性能計算、葉片設(shè)計、風(fēng)特性分析、載荷分析、結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析、噪聲分析、運(yùn)行控制、傳動鏈、變電和并網(wǎng)、發(fā)電量預(yù)測、儲能技術(shù)、風(fēng)場微觀選址、海上固定式基礎(chǔ)和浮式平臺等多個方面發(fā)表了大量學(xué)術(shù)論文，研究主題幾乎涵蓋了風(fēng)能利用技術(shù)的各個方面。

在我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大規(guī)?？焖侔l(fā)展的背景下，風(fēng)能利用研究受到國家和各科研機(jī)構(gòu)的更多關(guān)注和支持，研究隊伍逐年壯大，且形成了各自相對穩(wěn)定的研究方向。南京航空航天大學(xué)、華北電力大學(xué)、汕頭大學(xué)、中科院工程熱物理所、中科院電工所、中國電力科學(xué)研究院、清華大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中國空氣動力研究與發(fā)展中心、上海勘探設(shè)計研究院、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、河海大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、長沙理工大學(xué)等多家科研機(jī)構(gòu)形成了自己的風(fēng)能研究方向和人才隊伍。

企業(yè)研發(fā)：圖2為2015年我國風(fēng)電整機(jī)企業(yè)新增裝機(jī)容量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。這些整機(jī)企業(yè)的新增裝機(jī)容量超過了我國2015年新增風(fēng)電裝機(jī)容量的90%，研發(fā)水平代表了我國風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)實(shí)力。

金風(fēng)科技2015年躋身世界第一大風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商，擁有北京、新疆和德國三地研發(fā)中心，具備較完備的自主研發(fā)能力。其最突出的技術(shù)特點(diǎn)是直驅(qū)永磁技術(shù)。金風(fēng)科技根據(jù)不同的地理氣候條件，進(jìn)行差異化設(shè)計，形成了適用于高低溫、高海拔、低風(fēng)速、沿海等不同運(yùn)行環(huán)境的風(fēng)電機(jī)組系列產(chǎn)品。該公司的成熟代表機(jī)型1.5MW、2.5MW和3MW系列，均采用直驅(qū)永磁技術(shù)，其中，3MW系列部分風(fēng)電機(jī)組還采用了混合傳動技術(shù)，目前其海上6MW直驅(qū)永磁機(jī)組也已進(jìn)入樣機(jī)運(yùn)行階段。

國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司研發(fā)以產(chǎn)品平臺為主線，已完成或正在開展1.5MW、2MW、3MW、6MW、12MW產(chǎn)品平臺研究。該公司于2012年研制了3MW直徑為108m和120m的陸上機(jī)組并推向市場;6MW海上風(fēng)電機(jī)組于2010年開始設(shè)計開發(fā)，樣機(jī)于2013年5月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，目前正在進(jìn)行測試并積累運(yùn)行數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上已啟動了適用于臺風(fēng)、低風(fēng)速等海上區(qū)域的6MW機(jī)組研究。遠(yuǎn)景能源近年來在風(fēng)電機(jī)組市場的占有率持續(xù)上升，技術(shù)特色是著力打造“智能風(fēng)電機(jī)組”概念，其陸上風(fēng)電機(jī)組注重低風(fēng)速機(jī)型的開發(fā)?！爸悄茱L(fēng)電機(jī)組”概念融合智能控制技術(shù)、智能傳感、云計算、大數(shù)據(jù)和能源管理等技術(shù)，運(yùn)用當(dāng)代信息技術(shù)推動風(fēng)電系統(tǒng)的技術(shù)革新。此外，該公司還開發(fā)了基于智能傳感網(wǎng)和云計算的智慧風(fēng)場全生命周期管理系統(tǒng)，迅速在海外取得了較好的市場業(yè)績。

明陽風(fēng)電也是特別注重技術(shù)研發(fā)投入的企業(yè)，陸續(xù)建成了歐洲丹麥研發(fā)中心、美國北卡研發(fā)中心、上海海上工程研發(fā)中心，目前已開發(fā)抗臺風(fēng)型、抗低溫型、高原型、潮間帶型、低風(fēng)速及海上型等適合各類風(fēng)況的1.5～6.5MW系列風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品，首創(chuàng)推出全球領(lǐng)先的超緊湊型(SCD)雙葉片半直驅(qū)型陸上及近海風(fēng)電機(jī)組系列，同時，超大型海上8～12MW風(fēng)電機(jī)組正在研發(fā)中。

3.零部件制造

我國風(fēng)電零部件制造企業(yè)也日益壯大，生產(chǎn)供應(yīng)體系日益健全。自上世紀(jì)90年代我國發(fā)展大型風(fēng)電以來，主要依靠傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)或中外合資企業(yè)逐步形成了一批主要零部件制造企業(yè)。傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)，如齒輪箱和發(fā)電機(jī)制造企業(yè)，大都是國內(nèi)從事該類產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的國有大型重工企業(yè)，憑借原有的生產(chǎn)和科研基礎(chǔ)，逐步探索開發(fā)風(fēng)電零部件產(chǎn)品。

隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，一大批企業(yè)積極從事風(fēng)電零部件的開發(fā)生產(chǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大完善了生產(chǎn)供應(yīng)體系。國內(nèi)葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等部件的制造能力已接近國際先進(jìn)水平，能夠滿足主流機(jī)型的配套需求，并開始小批量出口。軸承、變流器和控制系統(tǒng)的研發(fā)也取得了重大進(jìn)步，并開始批量供應(yīng)國內(nèi)市場。塔筒、輪轂、機(jī)艙等部件的生產(chǎn)能力完全滿足國內(nèi)市場需求，并向國際市場供貨。此外，大型風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵零部件的制造水平也有所提高，國內(nèi)葉片制造商已能生產(chǎn)出72m、配套6MW機(jī)型的大尺寸葉片。配套5MW、6MW等大型風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)和軸承也開始投入使用。

葉片：隨著我國風(fēng)電市場和技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)有接近20家葉片制造企業(yè)具備生產(chǎn)上千套兆瓦級風(fēng)電葉片的能力，產(chǎn)量可滿足國內(nèi)風(fēng)電市場的需求。但只有幾家企業(yè)具備一定的自主研發(fā)能力，大部分企業(yè)的葉片研制技術(shù)主要還是依靠購買國外技術(shù)的方式獲取。因此，對關(guān)鍵核心技術(shù)并非完全掌握，距離針對我國實(shí)際風(fēng)資源特點(diǎn)開展國產(chǎn)化風(fēng)電葉片自主研制還存在一定差距。目前，國內(nèi)具有代表性的風(fēng)電葉片制造企業(yè)包括：中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司、中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司、南車時代新材、上海艾郎風(fēng)電科技發(fā)展有限公司。

齒輪箱：近3年我國齒輪箱的產(chǎn)量以年均增長率超過100%的速度快速增長，我國制造的大型風(fēng)電齒輪產(chǎn)量不僅滿足市場的需求，而且還具有相當(dāng)大的產(chǎn)量富余度。從市場需求來看，國內(nèi)齒輪箱供應(yīng)已經(jīng)極度飽和，產(chǎn)能已數(shù)倍于需求量。目前，國內(nèi)具有代表性的風(fēng)電齒輪箱制造企業(yè)包括：南高齒、重慶齒輪箱有限責(zé)任公司、杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)、華銳重工等企業(yè)。

發(fā)電機(jī)：目前，我國生產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)完全能夠滿足國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的需要。國內(nèi)具有代表性的發(fā)電機(jī)制造企業(yè)包括：永濟(jì)電機(jī)廠有限公司、株洲南車電機(jī)股份有限公司、東方電機(jī)股份有限公司、西安盾安電氣有限公司、蘭州電機(jī)有限責(zé)任公司、上海電機(jī)廠有限公司、湘潭電機(jī)廠有限公司、南京汽輪機(jī)長風(fēng)新能源有限公司等。

軸承：目前，國內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組軸承制造企業(yè)主要包括：洛陽軸承集團(tuán)技術(shù)中心有限公司、瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司、浙江天馬軸承廠和徐州羅特艾德回轉(zhuǎn)支承有限公司等。這些企業(yè)已在批量生產(chǎn)1.5～3.0MW風(fēng)電機(jī)組主軸軸承、變槳軸承和偏航軸承，產(chǎn)品處于批量應(yīng)用階段。

變流器和整機(jī)控制系統(tǒng)：國內(nèi)風(fēng)電變流器和控制系統(tǒng)企業(yè)因價格和售后服務(wù)優(yōu)勢，業(yè)績增長比較明顯。禾望電氣憑借其源于艾默生體系的技術(shù)和研發(fā)團(tuán)隊優(yōu)勢，在風(fēng)電變流器領(lǐng)域斬獲頗豐，目前居于本土變流器供應(yīng)商排名第一的地位。合肥陽光、天誠同創(chuàng)(金風(fēng))、景新、科諾偉業(yè)、南瑞、海得新能源等企業(yè)在風(fēng)電變流器的業(yè)務(wù)也迅速擴(kuò)大。國產(chǎn)1.5MW、2MW變流器已批量生產(chǎn)，能滿足國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)配套的需要。風(fēng)電主控系統(tǒng)約65%的市場份額被大的本土整機(jī)制造商的關(guān)聯(lián)企業(yè)所占據(jù)，剩下的市場份額主要集中于天津瑞能、成都阜特、科諾偉業(yè)等企業(yè)。

綜上所述，我國風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈已形成，為今后的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從產(chǎn)能來看，我國風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商可滿足國內(nèi)市場每年3000萬kW以上的安裝需求，關(guān)鍵零部件對國外依賴度逐漸降低。我國在風(fēng)電整機(jī)和關(guān)鍵零部件的產(chǎn)能方面不但完全有能力滿足國內(nèi)市場需求，而且已經(jīng)初步具備了出口競爭力，能夠持續(xù)向國際市場供貨。

三

風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢

為應(yīng)對能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，我國政府已向國際社會承諾，到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比2005年下降40%～45%，非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重達(dá)到15%左右;到2030年左右，CO2排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%左右。越來越嚴(yán)格、甚至苛刻的全球氣候變化目標(biāo)的提出，為中國進(jìn)一步節(jié)能減排、努力發(fā)展新能源提出了更為緊迫的要求。在風(fēng)電發(fā)展方面，我國將繼續(xù)落實(shí)陸上大型基地建設(shè)、陸上分散式并網(wǎng)開發(fā)和海上風(fēng)電基地建設(shè)3條風(fēng)電規(guī)劃路徑;結(jié)合《中國可再生能源發(fā)展路線圖2050》，2020年風(fēng)電裝機(jī)總量將達(dá)2億kW。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的持續(xù)增大，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量大型化研制技術(shù)、海上風(fēng)電技術(shù)、大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)等將成為行業(yè)發(fā)展的主要研究方向。

1.風(fēng)電機(jī)組技術(shù)

隨著我國風(fēng)電市場的擴(kuò)大，我國風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超過了預(yù)期，在企業(yè)產(chǎn)能及企業(yè)數(shù)量短時期內(nèi)膨脹的同時，出現(xiàn)嚴(yán)重的同質(zhì)化競爭，以及重數(shù)量擴(kuò)張輕產(chǎn)業(yè)升級的趨勢。為規(guī)范風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家也密集出臺了有關(guān)政策要求。對風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)而言，必須加強(qiáng)從自主創(chuàng)新、重質(zhì)量、重服務(wù)等方面著手，不斷促進(jìn)風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性的改善及產(chǎn)品可靠性的提升。因而在“十三五”期間，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從重產(chǎn)能、重市場擴(kuò)張等創(chuàng)業(yè)階段的目標(biāo)，轉(zhuǎn)向以產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)一步升級為主要任務(wù)，強(qiáng)調(diào)不斷自主創(chuàng)新、提升產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)產(chǎn)品可靠性、降低成本等方面。

單機(jī)容量：風(fēng)電機(jī)組的成本約占風(fēng)電開發(fā)總成本的70%，風(fēng)能的大規(guī)模開發(fā)將有效降低風(fēng)電成本，這種大規(guī)模開發(fā)要求風(fēng)電機(jī)組的大型化。目前，風(fēng)電機(jī)組尺寸的進(jìn)一步大型化已成為風(fēng)電技術(shù)的重要發(fā)展方向，并隨著海上風(fēng)電開發(fā)得以加強(qiáng)，相關(guān)技術(shù)發(fā)展將成為未來風(fēng)電技術(shù)的重要趨勢。

2015年，我國新增裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率達(dá)到1837kW，與2014年的1768kW相比，增長3.9%;累計裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率為1563kW，同比增長4%。

2015年，我國新增風(fēng)電裝機(jī)中，2MW風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)市場份額首次超過1.5MW機(jī)組，占全國新增裝機(jī)容量的50%。與2014年相比，1.5MW機(jī)組市場份額下降了12%，而2MW機(jī)組所占市場份額上升了9%;2.1～2.5MW機(jī)組市場份額達(dá)到12%，其中主要以2.5MW為主;2.6～3MW機(jī)組市場份額達(dá)到2%。

2015年，我國累計風(fēng)電裝機(jī)中，1.5MW的風(fēng)電機(jī)組仍占主導(dǎo)地位，占總裝機(jī)容量的56%，同比下降約5%;2MW風(fēng)電機(jī)組市場份額上升至28%，同比上升約6%。圖4為1991～2015年我國新增和累計裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率變化情況;圖5為2004～2015年1.5MW和2MW機(jī)組新增裝機(jī)容量的數(shù)據(jù);表2顯示了風(fēng)電機(jī)組容量發(fā)展歷程及趨勢。

目前，我國風(fēng)電進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，陸地風(fēng)電開發(fā)穩(wěn)步發(fā)展，海上風(fēng)電逐步加速，風(fēng)電機(jī)組的整體趨勢是單機(jī)容量的大型化。順應(yīng)這一趨勢，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，逐步掌握大型風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計理念和科學(xué)的研究方法，開發(fā)適應(yīng)我國特點(diǎn)的大型先進(jìn)風(fēng)電機(jī)組。從不同功率風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)方面考慮，開發(fā)應(yīng)用3MW以下風(fēng)電機(jī)組輕量化和環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)，優(yōu)化3～5MW風(fēng)電機(jī)組設(shè)計，開展5～10MW海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)研究;2020年前，實(shí)現(xiàn)5MW風(fēng)電機(jī)組的商業(yè)化運(yùn)行，完成5～10MW海上風(fēng)電機(jī)組樣機(jī)驗證，并對10MW以上特大型海上風(fēng)電機(jī)組完成概念設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)研究;2020～2030年，實(shí)現(xiàn)5～10MW海上風(fēng)電機(jī)組的商業(yè)化應(yīng)用，完成特大型海上風(fēng)電機(jī)組(10MW以上)的樣機(jī)技術(shù)驗證。

風(fēng)電機(jī)組造價：在風(fēng)電場造價中，風(fēng)電機(jī)組的設(shè)備造價占比最高，風(fēng)電機(jī)組的價格變化幅度也最大。在過去幾年中，風(fēng)電機(jī)組的價格隨著風(fēng)電市場經(jīng)歷了周期性變化，但總的趨勢是下降的。2008年之前，由于風(fēng)電市場急劇擴(kuò)張，風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)能增加趕不上風(fēng)電場的擴(kuò)展速度，產(chǎn)品供不應(yīng)求，風(fēng)電機(jī)組價格逐年上升;2008年以后，風(fēng)電機(jī)組的供需情況出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)能出現(xiàn)過剩，價格也一路走低，但這種狀況在2012～2013年趨于平穩(wěn)(如圖6所示)。目前，風(fēng)電機(jī)組的價格比2008年的最高點(diǎn)下降了38%，到2014年，風(fēng)電機(jī)組價格與2013年基本持平。長期來看，隨著風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，風(fēng)電機(jī)組的每千瓦價格將逐漸走低。

海上風(fēng)電技術(shù)：由于陸地上經(jīng)濟(jì)可開發(fā)的風(fēng)資源越來越少，全球風(fēng)電場建設(shè)已出現(xiàn)從陸地向近海發(fā)展的趨勢。與陸地風(fēng)電相比，海上風(fēng)電風(fēng)能資源的能量效益比陸地風(fēng)電場高20%～40%，還具有不占土地資源、風(fēng)速高等特點(diǎn)，適合大規(guī)模開發(fā)。而且由于海上風(fēng)能資源最豐富的東南沿海地區(qū)毗鄰用電需求大的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)就近消納，降低輸送成本，所以我國海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

相對于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電需突破的技術(shù)問題更復(fù)雜，表3為海上風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜程度。海上風(fēng)資源特殊性、浮動式風(fēng)力機(jī)組基礎(chǔ)、洋流、波浪等震蕩作用形式及臺風(fēng)等極端氣候所造成的復(fù)雜力學(xué)問題，以及鹽霧、潮濕的環(huán)境適應(yīng)性問題，為海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計帶來巨大挑戰(zhàn)。

開發(fā)海上風(fēng)電技術(shù)需主要解決兩大關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容：一是海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)，二是海上風(fēng)電機(jī)組支撐平臺技術(shù)。除此之外，還應(yīng)解決關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵原材料方面的問題。

海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)：與陸上相比，海上平均風(fēng)速較高，湍流水平低，風(fēng)剪切較小，且風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計不受噪音限制。因此，海上風(fēng)電機(jī)組有其設(shè)計特點(diǎn)，如風(fēng)輪直徑更大、額定風(fēng)速更低、輪轂高度相對降低、轉(zhuǎn)速則更高，甚至有兩葉片、單葉片的設(shè)計概念出現(xiàn)。對于海上風(fēng)電場而言，由于海上較低的湍流水平，風(fēng)電機(jī)組之間的尾流干擾也與陸上的情況不同，其尾流模型的建立和風(fēng)電機(jī)組排布優(yōu)化顯得更加重要。

防腐蝕設(shè)計是海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計的重要方面。海上的高鹽霧、高濕度環(huán)境使含鹽霧的水汽很容易通過機(jī)艙縫隙進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)部，對風(fēng)電機(jī)組的零部件造成腐蝕。海上風(fēng)電機(jī)組的主要防腐蝕方法有防腐涂裝、密封和使用耐腐蝕材料等。

由于海上風(fēng)電機(jī)組的維修和維護(hù)遠(yuǎn)比陸上風(fēng)電機(jī)組困難，必須進(jìn)行有針對性的可靠性和可維護(hù)性設(shè)計?？煽啃栽O(shè)計技術(shù)包括機(jī)械系統(tǒng)裕度設(shè)計、電氣系統(tǒng)冗余設(shè)計、電氣原件降額設(shè)計、發(fā)電機(jī)冷卻方式設(shè)計、變流器可靠性增強(qiáng)設(shè)計、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)等;可維護(hù)性設(shè)計技術(shù)包括滿足可維護(hù)性設(shè)計準(zhǔn)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計和大部件維護(hù)專用設(shè)備研制等。

此外，臺風(fēng)對我國東南沿海的影響頻繁且廣泛，其對海上風(fēng)電場的破壞力很大，可能造成葉片斷裂、塔筒折斷、機(jī)艙罩傾覆等重大損失。為了抵御臺風(fēng)的破壞，對臺風(fēng)路徑海域的海上風(fēng)電機(jī)組還必須進(jìn)行增強(qiáng)設(shè)計，并且優(yōu)化臺風(fēng)期間的控制策略。

海上風(fēng)電支撐平臺技術(shù)：與陸上風(fēng)電機(jī)組相比，海上風(fēng)電機(jī)組首先在支撐形式方面有很大不同。海上風(fēng)電機(jī)組主要采用重力混凝土式、樁式和漂浮式3大類支撐結(jié)構(gòu)。

海上風(fēng)電機(jī)組除了具有陸上風(fēng)電機(jī)組的非定常氣動和氣動彈性等共性問題外，其海上運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境還帶來其特有的力學(xué)問題。與海上石油平臺等不同，風(fēng)電機(jī)組高聳的固定式支撐結(jié)構(gòu)傾覆力矩巨大，再加上地基沖刷與海床液化等，使得這種流-固-土耦合機(jī)理的揭示和特性分析亟待解決。此外，我國海床地質(zhì)條件特殊，大陸架淤沙厚度達(dá)幾十到幾百米。近海風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)依靠沙土摩擦力承載和抗拔，為風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的安全性設(shè)計帶來極大挑戰(zhàn)，國內(nèi)外對此還缺乏研究。

漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組將是深海風(fēng)能利用的主要方式。相對固定式風(fēng)電機(jī)組，漂浮式風(fēng)電機(jī)組增加了浮式基礎(chǔ)和錨泊系統(tǒng)，其載荷條件和動力學(xué)響應(yīng)更為復(fù)雜。海上風(fēng)電機(jī)組運(yùn)動和風(fēng)、浪、流等是相互作用相互耦合的，惡劣海況下海上風(fēng)電機(jī)組將處于大幅度運(yùn)動中，旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪又對塔架和漂浮結(jié)構(gòu)的運(yùn)動產(chǎn)生極大影響。這種運(yùn)動是一種多自由度(甚至是超過10個自由度)的運(yùn)動。海上風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)是一個極其復(fù)雜的氣動-氣動彈性-水動載荷與結(jié)構(gòu)響應(yīng)的多學(xué)科耦合問題，惡劣海況下甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)的迅速破壞。

關(guān)鍵零部件：隨著風(fēng)電機(jī)組容量不斷增加，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組研制需求，應(yīng)大力加強(qiáng)葉片技術(shù)、傳動鏈技術(shù)、控制系統(tǒng)技術(shù)和大容量變流器技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品研制。在零部件供應(yīng)鏈上著力做好以下工作：一是調(diào)整零部件生產(chǎn)企業(yè)的投資結(jié)構(gòu)，加大對緊缺關(guān)鍵零部件如主軸軸承、變流器等產(chǎn)品研發(fā)的投入，逐步提升零部件的自給能力;二是建立零部件生產(chǎn)與風(fēng)電系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步的銜接機(jī)制，提高零部件企業(yè)自身適應(yīng)研發(fā)技術(shù)更新的能力;三是加強(qiáng)零部件生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，構(gòu)建合格的零部件供應(yīng)體系。

隨著風(fēng)電機(jī)組尺寸的增大，葉片將越來越長。在確保葉片大型化的同時，如何優(yōu)化載荷、減輕重量、提升環(huán)境適應(yīng)性、友好性和運(yùn)輸便利性將成為未來10年內(nèi)葉片技術(shù)發(fā)展的主要方向。為此，應(yīng)大力研發(fā)風(fēng)電機(jī)組葉片的監(jiān)測控制技術(shù)、新型結(jié)構(gòu)、碳纖維和高模高強(qiáng)玻璃纖維等新型材料，采用可回收利用的熱塑性葉片樹脂基體等新材料、新工藝很可能成為風(fēng)電葉片技術(shù)的發(fā)展方向之一。

目前齒輪箱的結(jié)構(gòu)基本采用國外技術(shù)，對功率分流方式、均載形式等關(guān)鍵技術(shù)缺乏深入研究和成熟經(jīng)驗。因此，未來10年需加強(qiáng)以上方面的研究，爭取在降低增速比、行星輪均載柔性軸設(shè)計和降低噪聲方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。采用軸承新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，以解決軸承壽命、承載能力、可靠性等問題。

風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)技術(shù)的主要方向是改善并網(wǎng)性能、降低重量。隨著全功率變換技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降，更廣泛地應(yīng)用通過全功率逆變器并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)。隨著超導(dǎo)材料在技術(shù)和成本方面取得突破，未來我國可能在10MW及以上的風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)中應(yīng)用高溫超導(dǎo)技術(shù)。從目前的趨勢看，3～5MW風(fēng)電機(jī)組將采用中壓發(fā)電機(jī)，而更高兆瓦級的風(fēng)電機(jī)組將普遍采用高壓發(fā)電機(jī)，風(fēng)電機(jī)組容量的增長要求變流器的功率密度不斷增加，同時各種風(fēng)場環(huán)境也要求系統(tǒng)有很高的可靠性和方便的維護(hù)性，需要采用功率等級更高的半導(dǎo)體器件和模塊。

隨著直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的大型、超大型化，需要考慮發(fā)電機(jī)和變流器的統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)一步提高電傳動系統(tǒng)的功率密度和效率。目前塔架高度普遍為60～80m，未來大型風(fēng)電機(jī)組的塔架高度將有可能繼續(xù)增長，從而增加發(fā)電量收益。架在進(jìn)一步加高的過程中，需要重新進(jìn)行更為復(fù)雜系統(tǒng)的載荷計算，同時也要考慮其他可行的解決方案。此外，隨著海上風(fēng)電開發(fā)的進(jìn)行，位于潮間帶及近海風(fēng)電場的機(jī)組塔架的防腐性能將會受到更大考驗。需針對未來海上風(fēng)電建設(shè)方向和條件，完善風(fēng)電塔架和基礎(chǔ)防腐技術(shù)方案，延長使用壽命，達(dá)到20年以上的設(shè)計要求。

關(guān)鍵原材料：風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)所需的原材料包括鋼、鋁、銅、混凝土、玻璃纖維、碳纖維、環(huán)氧樹脂、永磁材料等。相關(guān)研究和數(shù)據(jù)顯示，鋼材用量約占機(jī)組總重量的90%，可以判斷未來很長一段時期，我國的鋼材產(chǎn)量能夠支撐風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料代表了未來葉片材料的主要發(fā)展方向，隨著風(fēng)電機(jī)組葉片的大型化和輕量化，未來風(fēng)電葉片的生產(chǎn)將更多地使用碳纖維。因此，要根據(jù)各階段風(fēng)電葉片技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，著力加大研發(fā)力度，加快碳纖維的生產(chǎn)供應(yīng)能力。永磁材料需求將隨著直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組市場規(guī)模的擴(kuò)大而快速增加。以目前中國已探明的稀土資源儲量和產(chǎn)量增長趨勢來判斷，保證未來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)所需的永磁材料供應(yīng)充足，但成本可能會持續(xù)上漲。這3類材料的供應(yīng)應(yīng)得到更多關(guān)注。

2. 風(fēng)電并網(wǎng)和消納方面的技術(shù)

中國風(fēng)電開發(fā)具有“大規(guī)模、高集中、遠(yuǎn)距離”的顯著特點(diǎn)。大型風(fēng)電基地所在地區(qū)負(fù)荷水平較低、電力系統(tǒng)規(guī)模較小、風(fēng)電就地消納能力十分有限，不能滿足風(fēng)電開發(fā)的要求，一些地區(qū)限制風(fēng)電出力的情況嚴(yán)重，電網(wǎng)消納和送出能力與發(fā)電量無法平衡，“棄風(fēng)”情況比較嚴(yán)重。風(fēng)電開發(fā)應(yīng)根據(jù)靈活高效接入、調(diào)度、輸送和消納大規(guī)模風(fēng)電的要求，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行管理和電力體制機(jī)制的改革創(chuàng)新，按照能源轉(zhuǎn)型和構(gòu)建風(fēng)電與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的總體要求，大力開發(fā)應(yīng)用“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)、風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報技術(shù)、優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)和大容量儲能技術(shù)。

“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)：2020年前，開發(fā)應(yīng)用“電網(wǎng)友好型”風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，通過對風(fēng)電機(jī)組實(shí)施技術(shù)規(guī)范、并網(wǎng)檢測和型式認(rèn)證等措施，使風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場普遍具備更加良好的電網(wǎng)適應(yīng)能力，包括(基于功率預(yù)測的)有功功率變化率控制、無功功率調(diào)節(jié)、低電壓穿越(LVRT)能力、頻率調(diào)節(jié)和抗干擾能力等，配置合理的二次系統(tǒng)、相關(guān)控制系統(tǒng)，使風(fēng)電場具備可測、可控、可調(diào)的能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與電網(wǎng)及其他常規(guī)電源的協(xié)調(diào)發(fā)展。

風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報技術(shù)：隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，風(fēng)電場功率預(yù)測將成為電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分。研究部署風(fēng)電功率預(yù)測預(yù)報技術(shù)，提高超短期和短期風(fēng)電功率預(yù)測的精度，為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行提供更精確的服務(wù)，以促進(jìn)最大限度地接收風(fēng)電量。2020年前，研發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn)是充分運(yùn)用各種成熟的統(tǒng)計預(yù)報技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)應(yīng)用研發(fā)陸地風(fēng)電場的超短期預(yù)報(4h以內(nèi))和短期預(yù)報(48h以內(nèi))系統(tǒng)。組織電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)、氣象部門、風(fēng)電場共同建立集中式與分散式相結(jié)合的風(fēng)電場功率預(yù)測業(yè)務(wù)體系。2020～2030年，繼續(xù)提高風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報精度，研發(fā)應(yīng)用月、季、年尺度的中長期風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)，完善海洋風(fēng)電預(yù)測預(yù)報服務(wù)體系，建立滿足各類、各時段需求的風(fēng)電場功率中長期預(yù)報業(yè)務(wù)體系。到2030年以后，風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報技術(shù)全面普及應(yīng)用，使風(fēng)電場功率預(yù)測預(yù)報成為智能調(diào)度體系的重要支撐。

風(fēng)電接入和遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)：風(fēng)電的大規(guī)模集中開發(fā)和遠(yuǎn)距離輸送，特別是海上風(fēng)電場的輸電方式，除采用傳統(tǒng)的交流輸電方式、繼續(xù)完善電網(wǎng)設(shè)施和運(yùn)行技術(shù)外，逐步更多采用柔性直流、高壓直流、超導(dǎo)和低頻輸電等新型輸電方式。2020年前，加快普及應(yīng)用動態(tài)無功補(bǔ)償、串補(bǔ)/可控串補(bǔ)、可控高抗、自動電壓控制(AVC)等先進(jìn)技術(shù)，提升風(fēng)電外送能力、提高安全穩(wěn)定水平。對海上風(fēng)電場，近期可采用適合小容量、近距離海上風(fēng)電場的交流傳輸并網(wǎng)方式。隨著逐步建設(shè)額定容量達(dá)到幾十萬kW且離岸距離較遠(yuǎn)時的大型海上風(fēng)電場，加快開發(fā)應(yīng)用柔性直流輸電技術(shù)。2020年后，有效解決現(xiàn)有特高壓輸電工程的制約因素，發(fā)揮最大效率和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，使特高壓輸電逐步成為風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)的有力保障。在2030年后，爭取實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電力技術(shù)在風(fēng)電接入和輸送領(lǐng)域的應(yīng)用。

電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)：電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度控制技術(shù)是電力系統(tǒng)建設(shè)的重要部分，對提高資源優(yōu)化配置能力具有重要作用。風(fēng)電等波動性可再生能源的大規(guī)模開發(fā)對發(fā)展智能調(diào)度技術(shù)提出了更高要求。應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行統(tǒng)計和分析工作，準(zhǔn)確掌握風(fēng)電運(yùn)行特點(diǎn)，積極開展風(fēng)電調(diào)度技術(shù)和策略研究，不斷提高風(fēng)電調(diào)度精細(xì)化水平。結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，未來電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)將向一體化分布協(xié)調(diào)控制、智能分析控制、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制等方向發(fā)展。2020年前，基本建立風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場之間互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)收集和調(diào)度控制體系，建立風(fēng)電場集中預(yù)測、控制與調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電優(yōu)先高效調(diào)度的自動化。到2030年，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)初具規(guī)模，實(shí)現(xiàn)一體化分布協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)，控制范圍覆蓋和環(huán)節(jié)擴(kuò)大到完整電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電調(diào)度的智能化，顯著提高大規(guī)模波動性電源和整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電等新能源發(fā)電的靈活高效接入、輸送與消納。

大容量儲能技術(shù)：在電力系統(tǒng)中引入大容量儲能裝置，不僅可以有效減小風(fēng)電對系統(tǒng)的沖擊和影響，提高風(fēng)電出力與預(yù)測的一致性，保障電源電力供應(yīng)的可信度，還可降低電力系統(tǒng)的備用容量需求，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，同時提高電力系統(tǒng)接納風(fēng)電的能力。應(yīng)重視和發(fā)揮儲能系統(tǒng)的多種功能，科學(xué)選擇、規(guī)劃、使用儲能系統(tǒng)，在負(fù)荷側(cè)和電源側(cè)均引入儲能系統(tǒng)。儲能技術(shù)中，抽水蓄能應(yīng)用最廣泛，化學(xué)電池儲能技術(shù)進(jìn)步最快，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展液流電池和鋰電池技術(shù)。

2020年以前，大規(guī)模儲能主要依靠抽水蓄能;2020年以后，實(shí)現(xiàn)電池儲能的規(guī)?；杉夹g(shù)瓶頸的突破和成本下降，開始規(guī)模化應(yīng)用，其中液流、鋰離子、鈉硫電池具有規(guī)?；瘧?yīng)用前景。預(yù)計到2020年，以鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池為代表的大容量化學(xué)儲能裝置容量達(dá)到數(shù)十MW甚至數(shù)百M(fèi)W，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%，將在集中式調(diào)峰、調(diào)頻、應(yīng)急，以及分布式負(fù)荷管理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2030年，化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性方面和抽水蓄能機(jī)組相當(dāng)，有望與其共同實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

四

結(jié) 語

綜上所述，我國風(fēng)電技術(shù)在近10年間取得了顯著的進(jìn)步，風(fēng)電裝機(jī)容量和產(chǎn)能均位居世界首位，成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大國。但是，我國還不是風(fēng)電技術(shù)強(qiáng)國，目前我國風(fēng)電機(jī)組存在運(yùn)行效率低、故障率高、可靠性差等問題，致使風(fēng)能的實(shí)際利用率、風(fēng)場盈利能力與預(yù)期還有很大差距。究其原因，一方面是因為國內(nèi)在大型風(fēng)電機(jī)組研究方面的起步較晚，目前仍處于技術(shù)跟蹤階段;另一方面是國內(nèi)過于重視產(chǎn)業(yè)化，對基礎(chǔ)性研究投入不夠，缺乏穩(wěn)定持續(xù)的研究隊伍，產(chǎn)品的可靠性還不能達(dá)到較好的水平。

為了使我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)擺脫對國外技術(shù)引進(jìn)的長期依賴，促進(jìn)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，真正掌握核心的陸上和海上大型風(fēng)電機(jī)組設(shè)計與研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)成為我們必須盡快解決的關(guān)鍵任務(wù)，也是我國由風(fēng)電大國走向風(fēng)電強(qiáng)國的必由之路。因此，必須著力提高風(fēng)電技術(shù)的原始創(chuàng)新能力，真正形成風(fēng)電技術(shù)的自主創(chuàng)新體系。

總之，風(fēng)電是一個前景廣闊的事業(yè)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)仍需要不斷發(fā)展升級，我國已成為世界風(fēng)電行業(yè)的重要部分，我們?nèi)孕枥^續(xù)努力，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電中國夢而不懈奮斗。

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