风电发展与风动专业建设
分类：电子论文 发表时间：2020-09-12 19:08
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摘要：风能是可再生，永不枯竭、清洁无污染、能量大、前景广的能源，而风电则是风能发电或者风力发电的简称。现代社会发展中，环境问题日益突出， 并且逐渐成为全世界共同关注的问题之一，这一情况推动了可再生能源应用技术的快速发展。当前，世界各国都在 制订与其发展相适应的环保政策，风电产业在此背景 下实现了高效发展。
进入 21 世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已经面临严重不足的危机，对于替代日益枯竭的化石能源，加之日本核电危机的影响，风能越来越受到世界各国的重视，风能是目前世界上使用最为广泛和发展最快的可再生能源之一。对于提高风电场的工作效率、减少运维人员、降低运维成本、提高设备的安全性、可靠性等具有重要意义。
一、概 述
某风地区是风电行业发展的领军者，优秀风电人才培养方面发挥了不可替代的作用。但受区域 条件的影响，风电发展常常受到阻碍。目前，风电发展主要地区弃风电量约4.1×108 kW·h，风力资源十分丰富，可安装风力发电机的面积约 1000 km2，平均风速为6.3 m/s，最大风速为 42 m/s。 在 20 世纪 80 年代初期，该地区的电力公司便已尝试开展小规模风力发电工作，同时建立了风电实验站，安装了进口的风电机组，功率分别为 100 kW 和 55 kW;地区电网联网运行的新能源装机容量高达 2.743×107 kW，在国家电网中位居第一，占装机总容量的34%;该地区电网联网运行发电装机容量高达 8.861 5×107 kW，风电装机容量约 1.925 1×107 kW 约占总数的 21.7%。
二、风电发展的因素
1、技术方面。
风能空气密度较低，在标准状况下为 1.225 kg/m3， 因此在单位面积内所获取的能量比较少，是一种密度 较低的能源，并不能像水那样通过修建水库加以控制，这直接增加了风能的应用难度。另外，风能不稳定，其 对气候的变化比较敏感， 在较长的时间段内， 风能虽然 有一定的规律可循， 但由于其强度不断变化，在短时间 内也会出现无规律的变化，这些都为风能的应用增加了难度，限制了风能的规模化发展，主电网覆盖范围较广，运行电压最高可达到220 kV，但在电网运行过程中，由于调峰电源较为缺乏，很难实现有效调控。风力发电具有不可控制性和随机性， 因此随着风电装机容量的不断增大， 电网调控难度也会不断增大。
风电经常会对该地区主电网稳态频率产生影响，在系统总装机容量中，风电容量约占4%，将风电大规模地接入主电网，很容易降低电网稳态电压水平，因此必须要将相应的无功补偿装置加装在风电场升压站，以缩短电网无功输送距离， 促进风电机组平衡。另外，风电场风机脱网很容易使电网电压持续升高，通常可达4%～8%，严重时还会达到10%以上。在风机并网过程中，瞬间冲击电流不大， 通常仅为额定电流的 2～3 倍，由于风机无功补偿电容器组的持续投入应用， 电网电压将逐渐恢复正常。如果风机机端出现短路问题，那么短路的电流通常为额定电流的 6倍左右，电网并非发展十分强大的电网，它也会对风电的发展产生一定的限制作用，这主要是因为电网总装机容量较小，装机基本以火电机组为主， 很难对系统频率进行调整;电网联系薄弱，大电源与负荷中心距离较远 经常要进行远距离的无功输送，且系统无功分布也不够科学，机组整体运行效率较低。 因此，在今后的发展过程中，还要重点解决主电网问题，特别是主电网的调压和调频问题，同时还要改善电源结构。 如此，才能为风电规模化发展提供便利条件[。
2、经济方面。
目前，虽然风力发电发展十分迅速，但与其他国家相比仍存在很大差距，主要原因包括以下：风电机组目前主要以进口为主， 这些设备价格往往比较高昂，在工程总造价中约占 50%。此外，技术服务响应时间较长，也会对发电量产生影响。 在风力发电单位千瓦工程造价一般在 8 000～10 000 元， 在不包括税的情况下，即便使用国产机组，电价也要比主网火电平均上网电价高， 因此机组的平均使用时间也会对风电上网电价产生一定影响，大幅度降低风机的经济效益。
在受建设条件、风能资源等影响，上网电价可能更高，这些都会对我国风电发展产生直接影响。该地区电 网容量较小，电网均摊的实施将会对电网电价产生直接影响。在此情况下，电网经营企业往往处于亏损边缘，而最常见的解决措施便是用其他供电或发电企业的有限利润来弥补风电上网电量的亏损， 如此将会直接加重用户及电网企业的负担， 同时还会使风电发展积极性大打折扣。
三、风电类专业人才及专业建设
1、风电行业对专业人才的需求。风力发电作为新能源、新学科，需要培养一大批设计、研发、制造、建设、运行、维护、管理等方面的人才，而每 MW 风电装机的就业机会是 12～20 人， 预计将会有几十万人从事风电产业，其中专业技术人员数万人，随着风力发电的大规模开发，风电类专业人才严重匮乏已成为极为突出的问题。因此，国家应充分调动社会、学校、企业积极性，努力培养这方面的人才，为中国的风电发展打下坚实的基础，这也是风电发展的关键。
2、风能与动力技术专业建设。为培养风电行业的专门人才，现在我国只有少数的学校开设了本科的风能与动力专业，而当前开设风电类专业的高职学校也不多. 所培养的人才数量远远不能满足风电行业快速发展的需求。目前，尤其是大学下设的二级高职学院都处于非常关键的、重要的改革转型阶段，各校在专业建设上都力争达到人无我有，人有我优，只有这样才能立于不败之地，抢抓机遇，多办、办好市场急需的特色专业是当务之急。风能与动力技术专业就是我们应该认真考虑设置的特色专业之一。
3、风电发展有效建议。
风电在经过了长时间的发展后，目前已经取得了显著成效。为了能够实现对清洁能源的高效、合理使用，国家相关部门在今后发展过程中可从以下方面入手。 政府部门要加大对风电上网电价的优惠补贴。过高的风电电价将会直接加重电力用户负担，同时也会对其用电积极性造成影响;建立新能源发电基地，学习和借鉴国外先进经验。 国家相关部门可通过相应的手段量化风电社会效益和环保效益，将从火电产业获取的环保费用用于奖励风电企业，同时结合当前实际发展状况建立奖惩机制，通过制度调控市场发展。
在对风电工程进行建设的过程中， 由于其占地面积较大，在建设结束之后，除了输电线路及风电机组所占面积外，其他面积仍可继续使用，以提高土地利用率。 与此同时， 国家还应该在土地利用方面出台相关优惠政策，准许企业按照具体的使用面积缴纳征地费。在建设发电厂之前，一般需要收集1～3 a 的测风数据，但就目前实际发展状况来看，在风能资源详查方面资金投入较少，且重视度不足，风电开发建设部门并没有专项费用用于风能资源详查工作，从而也会对风电建设前期的准备工作产生直接影响。 在此情况下， 可借鉴其他国家的先进发展经验，建立风能资源数据库，维护投资方利益。
能源论文投稿刊物：可再生能源(月刊)1999-2000年度辽宁省一级期刊，创刊于1983年，由辽宁省能源研究所、中国农村能源行业协会、中国资源综合利用协会可再生能源专委会、中国生物质能技术开发中心、辽宁省可再生能源学会主办。
参考文献：
[1] 丁显, 徐进, 滕伟. 风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势[J]. 可再生能源, 2017(10): 16.
[2] 张志宏, 施永吉, 黄建平. 深远海域风电场智慧运维管理系统的探索与研究[J]. 太阳能, 2018(6): 49-53.
作者：李泽 曹宇芳
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