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開(kāi)發(fā)可再生清潔能源是解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵舉措之一，風(fēng)能資源在地球表面儲(chǔ)量豐富，是目前發(fā)展最快和應(yīng)用最廣泛的清潔可再生能源之一。大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和新能源戰(zhàn)略必由之路。

一、風(fēng)力發(fā)電行業(yè)概況

1、行業(yè)現(xiàn)狀

在全球化石能源日漸枯竭和氣候變化形勢(shì)嚴(yán)峻的背景下，風(fēng)能作為一種可再生、環(huán)境影響小的清潔能源，其戰(zhàn)略?xún)r(jià)值日益突顯，各國(guó)都非常重視風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）發(fā)布的數(shù)據(jù)，2017年全球新增風(fēng)電裝機(jī)5,257萬(wàn)千瓦，到2017年底全球累計(jì)裝機(jī)5.40億千瓦。

2017年，在全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量中，中國(guó)新增1,950萬(wàn)千瓦（占37.1%）、美國(guó)702萬(wàn)千瓦（13.4%）、德國(guó)658萬(wàn)千瓦（12.5%）、英國(guó)427萬(wàn)千瓦（8.1%）、印度415萬(wàn)千瓦（7.9%）、巴西220萬(wàn)千瓦（4.2%）、法國(guó)169萬(wàn)千瓦（3.2%）、土耳其77萬(wàn)千瓦（1.5%）、墨西哥48萬(wàn)千瓦（0.9%）、比利時(shí)47萬(wàn)千瓦（0.9%）。以上10個(gè)國(guó)家的新增風(fēng)電裝機(jī)4,694萬(wàn)千瓦，占2017年全球新增裝機(jī)89.3%；世界其他國(guó)家新增風(fēng)電裝機(jī)合計(jì)為563萬(wàn)千瓦（10.7%）[2017年全球風(fēng)電新增裝機(jī)52吉瓦 中國(guó)占37%[J].電源世界,2018(02):4]。

風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)得到了快速發(fā)展，其中，2008~2017年中國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量如下圖所示。截至2017年底，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到1.88億千瓦，同比增長(zhǎng)11.7%[數(shù)據(jù)來(lái)源為中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)發(fā)布的《2017年中國(guó)風(fēng)電吊裝容量統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)報(bào)》]，累計(jì)裝機(jī)占全球規(guī)模的34.81%，仍然是全球最大的風(fēng)電發(fā)展市場(chǎng)。

從裝機(jī)區(qū)域分布上來(lái)看，我國(guó)重要的風(fēng)電基地多分布在“三北”地區(qū)。雖然具有天然的資源稟賦，但負(fù)荷中心主要集中在中東部地區(qū)，“三北”地區(qū)電力需求不足、電力市場(chǎng)狹小，受消納困難等因素影響，發(fā)電與負(fù)荷空間不匹配，產(chǎn)生輸電與并網(wǎng)矛盾。2017年，“三北”地區(qū)棄風(fēng)量達(dá)413.6億千瓦時(shí)，占全國(guó)棄風(fēng)量的98.71%。

我國(guó)風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高。從近5年來(lái)看，國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)的市場(chǎng)份額呈現(xiàn)明顯的集中趨勢(shì)。排名前五的風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)新增裝機(jī)市場(chǎng)份額由2013年的54.1%增長(zhǎng)至2017年的67.1%，增長(zhǎng)了13%；排名前十的市場(chǎng)份額由2013年的77.8%增長(zhǎng)至2017年的89.5%，增長(zhǎng)了12%。隨著風(fēng)電設(shè)備技術(shù)水平與可靠性的不斷提高，中國(guó)在滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的同時(shí)，已將風(fēng)電機(jī)組同時(shí)出口到33個(gè)國(guó)家。截至2017年底，中國(guó)風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)已出口的風(fēng)電機(jī)組共計(jì)1,707臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量320.5萬(wàn)千瓦。

海上風(fēng)電方面，作為一種清潔的、擁有巨大發(fā)展空間的能源形式，海上風(fēng)電在近年來(lái)發(fā)展活躍，歐洲仍然是全球海上風(fēng)電的中心。截至2017年底，歐洲海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到1,578萬(wàn)千瓦，其中2017年新增并網(wǎng)容量314.8萬(wàn)千瓦。包括部分并網(wǎng)的項(xiàng)目在內(nèi)，歐洲目前共建造了92座海上風(fēng)電場(chǎng)，分布在11個(gè)國(guó)家，有4,149臺(tái)機(jī)組并入電網(wǎng)[夏云峰.2017年歐洲海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量3148MW[J].風(fēng)能,2018(02):38-43]，具體如下表所示。

2017年，中國(guó)海上風(fēng)電取得重要進(jìn)展，新增裝機(jī)共319臺(tái)，新增裝機(jī)容量達(dá)116萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)97%，增速較快；累計(jì)裝機(jī)達(dá)到279萬(wàn)千瓦。其中，中國(guó)2013~2017年中國(guó)海上風(fēng)電新增和累計(jì)裝機(jī)容量如下圖所示。現(xiàn)階段，技術(shù)與成本仍然是制約海上風(fēng)電進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵性因素。根據(jù)行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算，若只考慮海水深度，當(dāng)海水深度從15m增至30m，支撐基礎(chǔ)造價(jià)將由3,000元/kW增至5,000元/kW；當(dāng)離岸距離從5km增至200km時(shí)，安裝成本將由4000元/kW增加到8,000元/kW[葉軍,仲雅娟.海上風(fēng)能利用及其成本分析綜述[J].太陽(yáng)能,2018(06):19-25]。

2、風(fēng)電機(jī)組

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，按照設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將風(fēng)力發(fā)電分為水平軸風(fēng)力發(fā)電和垂直軸風(fēng)力發(fā)電。目前，世界普遍采用水平軸升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

中小型風(fēng)電機(jī)組方面，功率為5～10kW的水平軸離網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組一般是由3個(gè)機(jī)械變槳距葉片組成的風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電經(jīng)控制器整流成直流電充入蓄電池儲(chǔ)存，蓄電池里的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電后，輸出220V交流電帶動(dòng)用電器工作。該類(lèi)風(fēng)電機(jī)組多用于為發(fā)展中國(guó)家和部分發(fā)達(dá)國(guó)家遠(yuǎn)離電網(wǎng)地區(qū)的農(nóng)牧民家庭供電或社區(qū)供電，屬于風(fēng)力分布式能源。

大型并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組方面，2005年以前，定槳距風(fēng)電機(jī)組曾是全球風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的主流機(jī)型，但由于變槳距的功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)，變槳距2005年以后在大型風(fēng)電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。2014年以后，世界上新安裝的大型并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組全部采用了變槳變速恒頻技術(shù)，總體來(lái)看，世界風(fēng)電機(jī)組主流實(shí)現(xiàn)了定槳距向變槳距的轉(zhuǎn)變。其中，雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組是目前世界上技術(shù)最成熟的變速恒頻風(fēng)電機(jī)組。歐美多家領(lǐng)先的風(fēng)電機(jī)組制造商都在批量生產(chǎn)此類(lèi)風(fēng)電機(jī)組。近十年來(lái)，1.5～4MW的雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組在全球風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)中占據(jù)主力地位。

我國(guó)多數(shù)風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)也都在生產(chǎn)雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組。2016年我國(guó)新增的風(fēng)電機(jī)組中，雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組占比約為61%。目前，我國(guó)2MW雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并已成為主流機(jī)型。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)新增風(fēng)電機(jī)組中，雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的占比仍將超過(guò)50%。但是，因直驅(qū)式和半直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)性將不斷下降，預(yù)計(jì)到2030年以后，此類(lèi)風(fēng)電機(jī)組將逐步退出風(fēng)電市場(chǎng)。

直驅(qū)永磁式風(fēng)電機(jī)組采用無(wú)齒輪箱的直驅(qū)方式，能有效減少由于齒輪箱問(wèn)題而造成的機(jī)組故障，可有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和壽命，減少風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)成本，因而得到了市場(chǎng)青睞，市場(chǎng)占有率逐年上升。2016年，我國(guó)新增大型風(fēng)電機(jī)組中，永磁直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組的占比達(dá)34%以上。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)新增風(fēng)電機(jī)組中，此類(lèi)風(fēng)電機(jī)組將占到45%以上的市場(chǎng)份額[沈德昌.當(dāng)前風(fēng)電設(shè)備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].太陽(yáng)能,2018(04):13-18]。

3、未來(lái)發(fā)展

為實(shí)現(xiàn)2020年和2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重15%和20%的目標(biāo)，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，我國(guó)必須加快推動(dòng)風(fēng)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)劃”）指出，到2020年底，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量確保達(dá)到2.1億千瓦以上，風(fēng)電年發(fā)電量確保達(dá)到4,200億千瓦時(shí)，約占全國(guó)總發(fā)電量的6%?？紤]到截至2017年底我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到1.88億千瓦。未來(lái)我國(guó)風(fēng)電發(fā)展仍有一定的空間。

我國(guó)政府在政策層面大力推動(dòng)風(fēng)電發(fā)展，同時(shí)持續(xù)推進(jìn)電力市場(chǎng)化改革，并將解決棄風(fēng)限電問(wèn)題當(dāng)做下一階段重點(diǎn)解決的問(wèn)題。近期關(guān)于國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策整理匯總?cè)缦滤尽?/p>

隨著過(guò)往十幾年的快速發(fā)展，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模已經(jīng)穩(wěn)居世界第一，風(fēng)電裝備技術(shù)水平也進(jìn)入世界領(lǐng)先梯隊(duì)。與此同時(shí)，我國(guó)面臨較為嚴(yán)峻的棄風(fēng)限電問(wèn)題，2016年我國(guó)棄風(fēng)電量達(dá)到峰值497億千瓦時(shí)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)面臨的主要矛盾，從原有爭(zhēng)取大規(guī)模、高速度的風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模，轉(zhuǎn)向如何消納風(fēng)電與建設(shè)速度之間的矛盾。對(duì)此，未來(lái)我國(guó)將從合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、挖掘系統(tǒng)調(diào)峰潛力及優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方面，力爭(zhēng)解決風(fēng)電消納問(wèn)題。

隨著陸地優(yōu)質(zhì)風(fēng)能資源的逐步開(kāi)發(fā)，海上風(fēng)電已成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，受到世界各國(guó)的重視。海上風(fēng)電相比陸上風(fēng)電，具有以下優(yōu)勢(shì)：海上風(fēng)速高于陸上風(fēng)速高，風(fēng)能資源豐富；海上風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向一般穩(wěn)定，有利于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)壽命；海上風(fēng)電單機(jī)容量可以提高較大，由于噪音限制小，使得能量產(chǎn)出大，年利用小時(shí)數(shù)更高；機(jī)組距海岸較遠(yuǎn)，視覺(jué)影響?。画h(huán)境負(fù)面影響??；不占用陸地寶貴的土地資源等。未來(lái)海上風(fēng)電建設(shè)方面，《規(guī)劃》指出，未來(lái)我國(guó)將重點(diǎn)推動(dòng)江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風(fēng)電建設(shè)，積極推動(dòng)天津、河北、上海、海南等?。ㄊ校┑暮Ｉ巷L(fēng)電建設(shè)，探索性推進(jìn)遼寧、山東、廣西等?。▍^(qū)）的海上風(fēng)電項(xiàng)目，到2020年，全國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)工建設(shè)規(guī)模達(dá)到1,000萬(wàn)千瓦，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上。

二、風(fēng)力發(fā)電環(huán)境效益

風(fēng)電工程使用可再生的自然風(fēng)力資源發(fā)電，同時(shí)不排放任何污染物，因此其節(jié)能減排環(huán)境效益的概念體現(xiàn)于所替代的其他發(fā)電類(lèi)型將產(chǎn)生的能源消耗和污染物排放。由于目前燃煤火電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，通常將風(fēng)電與其進(jìn)行對(duì)照比較，即以產(chǎn)出同等電量，節(jié)約燃煤火電的能耗及減少的污染物排放量值作為風(fēng)電的環(huán)境效益指標(biāo)。

燃煤火電使用化石燃料煤炭作為主要能源，在燃燒發(fā)電過(guò)程中排放溫室氣體CO2以及有害大氣污染物，包括SO2、NOx、煙塵等，造成全球氣候變化以及灰霾等環(huán)境污染問(wèn)題。由此，對(duì)風(fēng)電環(huán)境效益的考量，可以分別從節(jié)約能源量、CO2減排量、SO2減排量、NOx減排量、煙塵減排量進(jìn)行。

1、節(jié)約能源

節(jié)約能源方面，以節(jié)約標(biāo)煤量計(jì)算，可以參考火電行業(yè)平均的煤耗水平，即全國(guó)火電發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗值?？紤]到供電煤耗逐年降低的客觀(guān)情況，可以選取行業(yè)有關(guān)部門(mén)定期發(fā)布的基于相同統(tǒng)計(jì)原則確定的年度煤耗指標(biāo)，以保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、可比性及實(shí)時(shí)性。具體計(jì)算中，可以采用中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)每年發(fā)布的全國(guó)年度供電煤耗值，其中2010~2017年度煤耗指標(biāo)如下圖所示。

2、減排CO2

CO2減排方面，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)年度實(shí)際發(fā)電量及替代當(dāng)年火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗值，乘以噸標(biāo)煤CO2排放系數(shù)，即得到風(fēng)電場(chǎng)年度CO2的減排量數(shù)據(jù)。

根據(jù)《中國(guó)發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》（試行），發(fā)電企業(yè)的溫室氣體排放總量等于企業(yè)邊界內(nèi)化石燃料燃燒排放、脫硫過(guò)程的排放和凈購(gòu)入使用電力產(chǎn)生的排放之和。其中，化石燃料燃燒是CO2主要的排放來(lái)源，其CO2排放量主要基于分品種的燃料燃燒量、燃料的低位發(fā)熱量、單位熱值的含碳量和碳氧化率計(jì)算得到。企業(yè)化石燃料消耗主要由燃煤、輔助燃油、移動(dòng)設(shè)施用柴油和移動(dòng)設(shè)施用汽油組成[蓋志杰,王鵬輝.燃煤電廠(chǎng)碳排放典型計(jì)算及分析[J].中國(guó)電力,2017,50(05):178-184]。

3、減排有害氣體

有害氣體減排方面，同樣可以根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)年度實(shí)際發(fā)電量及替代當(dāng)年火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗值，分別乘以噸標(biāo)煤的SO2、NOx、煙塵排放系數(shù)，即可得到風(fēng)電場(chǎng)年度SO2、NOx、煙塵的減排量數(shù)據(jù)。例如，下表為中國(guó)銀監(jiān)會(huì)統(tǒng)計(jì)的近年來(lái)風(fēng)電行業(yè)綠色信貸所產(chǎn)生的節(jié)能減排效果。

三、風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境效益評(píng)估框架

風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的節(jié)能減排效益，主要來(lái)源于其替代傳統(tǒng)化石能源并生產(chǎn)供應(yīng)電力。風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率越高，則其理論上的節(jié)能減排效益越明顯。本篇研究對(duì)風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境效益的評(píng)估基于此假設(shè)，并分別從風(fēng)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)水平與運(yùn)行維護(hù)水平展開(kāi)。

1、設(shè)計(jì)水平評(píng)估

作為風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)第一階段的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)，對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目后來(lái)的運(yùn)營(yíng)有舉足輕重的作用和深遠(yuǎn)的影響。風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)從最初的風(fēng)場(chǎng)選址就開(kāi)始了，包括宏觀(guān)選址、風(fēng)資源評(píng)價(jià)和微觀(guān)選址等內(nèi)容。風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)需要多專(zhuān)業(yè)協(xié)同工作，主要包括風(fēng)能、系統(tǒng)、電氣、土建、水工、勘測(cè)、環(huán)保和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等專(zhuān)業(yè)。同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)需綜合考慮風(fēng)能資源、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、電網(wǎng)、交通、地質(zhì)等多方面的因素。

考慮到對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)水平進(jìn)行評(píng)估時(shí)，不同區(qū)域地理特征、氣候條件各不相同，風(fēng)資源條件差異較大，工程設(shè)計(jì)中常用的“風(fēng)電場(chǎng)年等效滿(mǎn)負(fù)荷小時(shí)數(shù)”和“風(fēng)電場(chǎng)容量系數(shù)”等性能參數(shù)僅客觀(guān)反映了地區(qū)風(fēng)能資源的特性，設(shè)計(jì)中如果統(tǒng)一采用上述兩個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)水平，由于風(fēng)資源條件好的地方上述指標(biāo)客觀(guān)就高，不能充分反映設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)工程的影響，如果得出風(fēng)資源越豐富地區(qū)，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)水平越高，顯然不能真實(shí)體現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的價(jià)值，而且實(shí)踐證明與實(shí)際情況也不符。

影響風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的兩個(gè)主要因素是：風(fēng)能資源情況與風(fēng)電機(jī)組的選型和布置。對(duì)于一個(gè)特定的場(chǎng)址，其風(fēng)能資源情況是無(wú)法改變的固有條件，而真正體現(xiàn)設(shè)計(jì)水平和技術(shù)能力同時(shí)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)水平有直接影響的工作是風(fēng)電機(jī)組的選型和布置方案。

相關(guān)研究在選取多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)作為樣本統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出相關(guān)能夠反映風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)水平的指標(biāo)[劉豐，彭懷午，孫立新.關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)水平的探討[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2012(01):77-80]，其中部分如下表所示。

在評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)水平時(shí)，可以借鑒以上研究所采用的評(píng)估指標(biāo)以及參考值。

2、運(yùn)營(yíng)水平評(píng)估

對(duì)于已經(jīng)建成并投入穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的風(fēng)電項(xiàng)目，可從年利用小時(shí)數(shù)、平均故障間隔時(shí)間兩個(gè)方面進(jìn)行運(yùn)營(yíng)水平的評(píng)估。

風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)與風(fēng)能資源條件、系統(tǒng)調(diào)峰能力、負(fù)荷水平等因素相關(guān)，可較為全面地反映風(fēng)電場(chǎng)利用風(fēng)能的實(shí)際效率情況。風(fēng)能資源條件好、風(fēng)電接納水平程度高的區(qū)域年利用小時(shí)數(shù)通常較高。我國(guó)局部地區(qū)風(fēng)能資源較豐富，風(fēng)功率密度在200W/m2以上，但與此同時(shí)，我國(guó)跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)和系統(tǒng)調(diào)峰能力與國(guó)外差距較大，局部地區(qū)風(fēng)電已達(dá)到較高比重，當(dāng)前部分風(fēng)電場(chǎng)年利用小時(shí)數(shù)偏低。由此可知，利用小時(shí)數(shù)可綜合反映風(fēng)電項(xiàng)目利用風(fēng)能的效率情況。下圖為我國(guó)2009~2017年全國(guó)風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)情況，由圖中可知，近年國(guó)內(nèi)風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)存在一定波動(dòng)。

風(fēng)電機(jī)組在大風(fēng)期長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)顯著增加變頻器、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)故障的發(fā)生概率；而機(jī)組在小風(fēng)期運(yùn)行，會(huì)相對(duì)增加變槳系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)故障的發(fā)生概率。夏季的高溫使控制系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)的故障增多，冬季的嚴(yán)寒使變頻器和液壓系統(tǒng)的故障增多。以上風(fēng)電機(jī)組故障輕則導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)檢修，降低發(fā)電量；重則需要更換零部件，影響正常運(yùn)行。平均故障間隔時(shí)間可以反映風(fēng)電場(chǎng)在設(shè)備選型、預(yù)防、應(yīng)對(duì)故障、運(yùn)行管理、設(shè)備維護(hù)方面的水平，間接評(píng)估其發(fā)電效率及節(jié)能減排效益的大小。

四、總結(jié)

風(fēng)能作為一種可再生、環(huán)境影響小的清潔能源，其開(kāi)發(fā)利用對(duì)于應(yīng)對(duì)全球氣溫變暖、氣候變化等問(wèn)題有重要意義。經(jīng)過(guò)近十幾年的快速發(fā)展，截至2017年底，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已穩(wěn)居世界第一，同時(shí)海上風(fēng)電取得重要進(jìn)展。此外，國(guó)內(nèi)風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高，在滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的同時(shí)，將風(fēng)電機(jī)組同時(shí)出口到33個(gè)國(guó)家，產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。

雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組是目前世界上技術(shù)最成熟的變速恒頻風(fēng)電機(jī)組。近十年來(lái)，1.5～4MW的雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組在全球風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)中占據(jù)主力地位。隨著直驅(qū)式和半直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)性將不斷下降，并逐漸被前二者所取代。

風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模高速發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)面臨著較為嚴(yán)峻的棄風(fēng)限電問(wèn)題。如何消納風(fēng)電與建設(shè)速度之間的矛盾，成為國(guó)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。對(duì)此，未來(lái)我國(guó)將從合理規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、挖掘系統(tǒng)調(diào)峰潛力及優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方面，力爭(zhēng)解決風(fēng)電消納問(wèn)題。

風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)利用自然風(fēng)資源，產(chǎn)生電力的同時(shí)不排放任何污染物，因此其節(jié)能減排環(huán)境效益的概念體現(xiàn)于所替代的其他發(fā)電類(lèi)型將產(chǎn)生的能源消耗和污染物排放。由于目前燃煤火電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，通常將風(fēng)電與其進(jìn)行對(duì)照比較，即以產(chǎn)出同等電量，節(jié)約燃煤火電的能耗及減少的污染物排放量值作為風(fēng)電的環(huán)境效益指標(biāo)。

風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率越高，則其理論上的節(jié)能減排效益越明顯。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境效益的評(píng)估可分別從風(fēng)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)水平與運(yùn)行維護(hù)水平展開(kāi)。設(shè)計(jì)水平方面，主要考察風(fēng)能資源情況與風(fēng)電機(jī)組的選型和布置情況，運(yùn)行維護(hù)水平則主要從年利用小時(shí)數(shù)、平均故障間隔時(shí)間兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。