国外风力发电现状及趋势

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：欧洲各国是风力发电技术传统强国，其中利用风能最成功的国家是德国、西班牙和丹麦，欧洲新增的电力装机容量中大约有二分之一将由风力发电提供，美国和加拿大是北美利用风能最好的国家。表1-1 2010年世界风力发电总装机容量和新增容量随着风力发电并网功率和风电场在电力系统中穿透功率的快速增长，围绕并网的电压波动、闪变、谐波、稳定性等成为重要的研究课题。

随着现代科学技术的飞速发展，特别是空气动力学、尖端航天材料和大功率电力电子技术应用于新型风力发电系统的开发研制，风力发电在近20年里有了飞速发展。欧美国家在风能的开发利用方面已取得了巨大成就，以丹麦、德国、西班牙、美国为主形成了一个规模巨大的产业链条——从风力机的制造到机组的销售，从基础科学研究到工程实际应用，风力发电已成为当今电力系统最为活跃的研究领域之一。

风能在世界各国呈快速增长趋势，风力发电已经不再是补充能源，而是最具有商业化发展前景的新兴能源。截止到2010年，世界风电总装机容量达194400MW，其中2009年增量为37466MW，风电增长率为30%，2010年增量为35800MW，风电增长率约为23%，增速有所下降。2009年世界所有安装的风力机发电量约为3400亿kW·h，相当于世界第八大经济国意大利全年的用电需求，占全球电力消耗总量的2%。就风电总装机容量而言，中国超过美国跃居世界第一；就风电新增装机容量而言，中国和印度新增装机容量占世界增量的56.4%，成为了名副其实的风电大国。世界风电十强之外的国家风电装机容量也开始上升，这说明世界上许多国家都认识到了风电的重要性，其中拉丁美洲显示了令人鼓舞的增长，新增装机容量超过一倍，这主要归功于巴西和墨西哥风力发电的迅猛发展。

2010年世界风力发电总装机容量与新增装机容量见表1-1。

欧洲各国是风力发电技术传统强国，其中利用风能最成功的国家是德国、西班牙和丹麦，欧洲新增的电力装机容量中大约有二分之一将由风力发电提供，美国和加拿大是北美利用风能最好的国家。为促进风力发电的发展，世界各国政府特别是欧美国家出台了许多优惠政策，主要包括：投资补贴、低利率贷款、规定新能源必须在电源中占有一定比例、从电费中征收附加基金用于发展风电、减排CO₂奖励等。欧洲的德国、丹麦、荷兰等采用政府财政扶持、直接补贴的措施发展本国的风力发电事业；美国通过金融支持，由联邦和州政府提供信贷资助来扶持风力发电事业；印度通过鼓励外来投资和加强对外合作交流发展风力发电；日本采取的措施则是优先采购风电。

表1-1 2010年世界风力发电总装机容量和新增容量

随着风力发电并网功率和风电场在电力系统中穿透功率的快速增长，围绕并网的电压波动、闪变、谐波、稳定性等成为重要的研究课题。由于风天然的随机性，风电并网和其他常规发电并网有很大区别，大型风电并入电力系统运行对整个电力系统构成新的挑战，高风电穿透水平要求重新考虑电力系统运行方式。在恒速恒频风力发电占主导地位时，软并网技术是研究热点，软并网技术是指通过控制发电机与电力系统之间用作并网开关的双向晶闸管的触发延迟角来控制并网冲击电流，从而达到平滑并网的目的，但该技术的适用条件受到发电方式的限制。近年来全球风力发电技术经历了快速发展，在欧洲，双馈发电机从2002年开始成为主导技术，市场占有率超过50%。采用双馈发电机和通过电力电子接口并网成为现代风力发电的主要趋势，大型风电场及其并网已经成为当代电力系统一个重要的研究领域。国外对双馈发电机的数学建模、控制策略、并网引起的电能质量等问题进行了深入研究并给出了各自的结论。随着交流励磁变速恒频双馈式风力发电机组单机容量和风电场规模的扩大，风电场对地区电网的稳定性造成的影响不可忽视，大型风电低电压穿越技术开始受到关注，双馈发电机采用Crowbar电路实现低电压穿越运行技术也成了研究热点。

国外风力发电现状及趋势

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