我国风电资源利用效率分析

我国风电资源利用效率分析

杨赛寒

北京唐浩电力工程技术研究有限公司 内蒙古赤峰 024000

摘要：在能源危机范围不但蔓延之下，风力发电已经成为了当前我国实现可持续发展战略的重要依托。但目前在风电资源利用率方向却还存在严重的浪费现象，所以文章就将重点对其利用率进行分析，以供参考。

关键词：风电资源；利用效率；风力发电

引言：

风能资源是一种可再生的绿色能源，它的高效利用是实现节能减排和绿色发展的关键。风电是风能资源最广泛和最有效的应用形式，当前已经是能源结构性改革的重点所在。然而在实际发展过程中仍旧存在严重的弃风限电问题，这不但影响了风电发展进展，还造成了风电资源的浪费。对此，为了提升风电资源的利用效率，促使风电产业稳步发展，就要重点探讨风险资源的利用效率。

一、现状

（一）风能资源

我国的电能资源处在世界第三，虽然整体资源的开发量极为丰富，但在时空分布方面却存在严重的不均衡现象，基本集中在“三北地区”。

由于风能资源分布相对比较集中，因此这就能够实现大规模的集中开发，在降低风电开发成本以及提升风能开发效率方面具有重大意义。不仅如此，当前在整个风电产业之中有很多极为优秀的设备制造上，这就给风电资源的充分开发利用提供了硬件支持。

（二）风电利用现状

在并网风电装机容量的不断提升之下，风能发电量也逐年增长。其中在我国电力生产当中的比例已经超过了4%，连续超过核电发电量，成为了我们国家目前的第四大电源^[1]。但是因为电力统筹规划相对比较薄弱，同时配套电网的建设情况都较为滞后，因此这就使得风电输送存在一定限制。弃风限电的现象仍旧比较明显。不仅如此，当前关于风电资源利用率分析的相关研究还非常少，相应分分析方式与标准也都基本难以看到。

由于风电是一种间歇性能源，不论是风量还是风速等具有是不可控性，因此风电整体稳定性较差。当这种不稳定的分离发电上网的时候，就会给整个电网带来巨大冲击，情况严重的话还会使电网陷入瘫痪。如果没有燃气发电和水电给其进行调峰，风电通常对整个电网的贡献率不会超过10%，这是当前最难以解决的问题之一。长期以来我们国家的电源结构都是以煤电为主，水电以及燃气等灵活性的电源比重占用比较小，因此这类电源而机构无法在短期之内得到实质性转变。因为这些电源种类规划并未开展统筹性衔接，以及风电并网运行技术较低，导致当前风电并网容量比装机量低很多，造成了巨大的资源浪费现象^[2]。同时在风电装机数量的不断扩张之下，无法并网的风电数量一直在不断增长。

此外，“弃风”问题不仅严重影响着相关企业的经济利益，还使整个社会对于风电投资的积极性受到了影响，造成了能源浪费，整体风电行业环境与投资效益都非常低^[3]。

二、发电效率影响因素和弃风电量

（一）影响效率的因素

第一，影响风力发电效率最主要的一项因素就是限电。受到不可预知性的影响使得风电功率预测精度受到有所降低，因此这就需要通过限电方式维护电网运行。

第二，风电场和电网建设周期存在较大差异。风电场一般建设周期较短，电网建设时间较长，这就使得这两者出现了较大差异，导致已经建好的风电场无法有效发电，降低了发电效率。

第三，现阶段，风电发展发展势头良好，但电网作为一项传统产业，整体发展却无法跟上风电发展的基本速度，同时投资获得也无法匹配整个风电行业。

（二）弃风电量

风力发电机组故障、电网传输通道以及安全运行过程中所产生的电量就是弃风电量。通常在实际计算的时候都是运用样板机，在调度机构要求限电时，样机不限电，将其当作普通发电机组，减去各类实际功率单位^[4]。在我们国家弃风率最高的一个省份就是新疆，同时相关企业的经济算是、货币化环境损失也是最高的。其次就是内蒙古，接下来为甘肃。云南、东北等地弃风率相对比较低，在平均弃风率之下，因此其环境损失也要低得多。

三、利用率提升的主要途径

（一）发展非并网风电

该项理论体系的发展与优化，使得风电发展跟随式思维逐步转化，进一步创新了风电发展的基本理念，整体发展应用前景极为广阔。比如在划水淡化领域基本都是应用热电联产方式，极易造成二次污染，且成本较高。由于我们国家沿海的风能资源极为丰富，通过非并网风电进行海水淡化，可以最大范围内消纳风电，在环节淡水资源短缺的情况下，减少温室气体的排放，实现环保效果。在石油和冶金等耗能较高的产业应用领域当中，油田的非并网风电抽油示范工程已经取得了一定效果，达到了低碳化生产，有效提升了经济效益。在煤炭清洁化应用领域之中，通过这一理念可以实现低成本和规模化的制氧制氢，同时排出的二氧化碳也基本为零，并有效降低了水资源的利用量。在西部地区水资源短缺，风能和煤炭资源丰富，但是受到电网负荷水准、外送通道以及调峰能力的限制，导致风电发展受到了很大制约。同时传统能源的应用还使得当地本就脆弱的生态环境不肯重负。但将该理念和已经开展的西气东输工程相互结合起来，就能够使其发展产生巨大的经济和环境效益。

（二）提升风能资源利用率

在对风能资源进行开发的之前先开展有效的评估研究，以确保资源开发布局的合理性。第一，可以通过构建完整的评估开发体系，降低局部盲目加快风电开发速度，造成战略失误的问题。第二，可以通过纵向产业链调控，强化电网建设投入。如今国内风力发电最大的问题就是风电并网和消纳，所以这就需要从这两方面入手解决风力发电和电网建设之间存在的不协调问题。比如国家可以加快完善各个地区之间电网发展不均衡的问题，提升中西部地区电力输送能力，促进电网建设，以实现风电跨区消纳能力强化的目的。受到风电场运行过程不确定的影响，就可以针对整体电网调度工作编制出更为严格的标准。这就需要调度者和调度技术等能力都要有所提升，以便可以有效解决地区电压稳定问题以及联络线功率调节运控难度较大的问题。或者可以重点改进风电调度模式。比如当装机容量增加以后，分省平衡调度模式便无法满足线路控制需求，因此这就必须超前研发能够适应这种大规模风电场运行的电力系统，从而降低弃风限电给其风电利用效率带来的影响。第三，进一步研究大规模电机接入电力系统，通过有效分风电技术保证其运行的安全性，并制定出相应的并网标准和运行规范。

四、结束语

总地来说，从当前的风电资源利用率现状来看，虽然目前整个风电行业发展已经较为成熟，但却普遍存在弃风限电现象，同时整体风电资源利用率都不高，因此这就必须通过相应的非并网发电以及强化风能资源利用率等方式进行解决。虽然目前发展仍旧存在困难，但后续随着新能源的进一步发展，整个风电领域还会继续向前推进。

参考文献：

[1] 樊欣雨. 浅谈风能利用[J]. 科教导刊:电子版, 2018, 000(001):291.

[2] 汪慧玲. 风电场风能利用效率测量与评价[J]. 九江学院学报(自然科学版), 2017, 032(001):63-66.

[3] 石文辉, 白宏, 屈姬贤,等. 我国风电高效利用技术趋势及发展建议[J]. 中国工程科学, 2018(3):1-140.

[4] 王燕涛, 李勇, 王大亮,等. 基于DEA模型的风能资源利用效率评价研究——甘肃、吉林等25省区实证分析[J]. 科技管理研究, 2017, 037(008):82-87.