2023年中国风电发展现状与展望

加快发展风电是贯彻落实党中央、国务院部署,支持如期实现“碳达峰、碳中和”目标任务,推动能源清洁低碳转型的重大举措之一。2023年,我国风电装机规模增长迅速,累计装机容量超过4亿kW,连续14年保持全球第一。总结了我国2023年风电资源概况和发展现状,分析了风电行业的发展趋势,并对风电行业的发展前景进行了展望。

平价时代江苏海上风电的应对之策

国家发改委要求2022年新增海上风电不再纳入中央财政补贴,海上风电进入平价阶段,产业增速有所放缓。广东、浙江、山东和上海先后出台海上风电省补政策,帮助企业平稳度过平价阶段。江苏作为海上风电的先行地区,2022年海上风电新增装机降幅高达80%。究其原因,一方面是受国补退出的政策影响,另一方面是由于海上装机达到一定规模后出现的资源瓶颈限制。文章在分析全球和我国海上风电发展现状的基础上,总结了江苏海上风电面临的瓶颈问题,提出了推动江苏海上风电产业发展的几点政策建议。

海上风电自升式安装船能力及趋势分析

海上风电是新能源产业的重要组成部分,其建设和运营受到了政府和社会的广泛关注。作为海上风电的重要施工工具之一,自升式安装船的发展趋势也备受瞩目。通过分析未来几年我国海上风电发展趋势,详细论述自升式安装船的市场存量和施工能力,并从船舶尺度、吊高能力、吊重能力、桩腿长度、甲板载荷、可变载荷等方面展开研究,可为自升式安装船的进一步发展提供参考。

基于盒式集合鲁棒优化的风电并网最大装机容量

针对风力发电机组出力的随机性,利用鲁棒优化理论,采用盒式不确定集合表示风速的不确定性,将风速作为随机变量,建立了在一定安全约束条件下的风电场最大装机容量的优化模型。为了便于求解,运用优化对偶理论简化模型,将约束条件中的不确定量转化为确定量形式,模型转化为线性规划模型。IEEE 30节点系统计算和分析表明,不同的并网节点、风速波动范围、风机参数等因素对风电场最大装机容量有明显的影响,盒式集合鲁棒优化的风电场最大装机容量的模型和方法可行、有效、快捷。

中国风电产业发展分析

分6个阶段回顾了中国风电产业的发展历程,并从法律法规规划、财税电价政策两方面简述了国家风电产业的相关政策,指出这些政策对产业发展起到了重要的支撑和调节作用。用风电装机及增长率、发电量及增长率数据分析了中国风电产业发展现状,用2013年大陆企业国内市场占有率、进入世界风电设备15强的国内8家企业的全球新增装机容量等数据,说明国内风机制造商已经发展壮大起来。分析指出了缺乏顶层设计、弃风限电严重、自主研发能力不足、部分主要零部件依赖进口和风电设备存在质保"困局"五个亟待解决的主要问题。最后分析了风电产业发展前景。

风速相关性对配电网运行特性的影响

配电网中不同风机间的地理位置比较靠近,风速会具有较强的相关性。采用逆Nataf变换建立了风速相关性模型,基于蒙特卡洛概率潮流和机会约束规划研究了风速相关性对配电网运行特性和风电最大装机容量的影响,并提出了改进的风电渗透率指标。研究结果表明,风速相关性对配电网运行特性和风电最大装机容量有重要的影响,考虑风速相关性可以更合理地用于指导含风电配电网的规划与运行;改进的风电渗透率指标考虑了风电出力的随机性与波动性,能更准确合理地表征风电接入对电力系统的影响。

世界风电产业发展综述

风力发电是目前最具商业化和市场竞争力的可再生能源技术。随着风电技术日趋成熟,风电产业在全球范围得到大力发展,并保持持续增长的势头。全世界风力资源丰富,风力发电将成为最重要的替代能源之一,但风电产业的发展受政策影响较大。文章阐述了世界风力发电产业的现状,分析了世界风电产业的发展趋势。

计及弃风的风电场最优装机容量

提出了一种在现有电源结构水平下利用弃风优化风电场装机容量的方法。在满足系统静态安全约束的条件下,基于机会规划约束,建立了以风电场净收益最大为目标、计及弃风的风电场最优装机容量模型。在此基础上,以小时为时间尺度,将风电不同季节、不同时刻调峰特性对弃风电量的影响引入最优模型,通过精细化模型得到统计意义上更为合理的最优装机容量。最后,以IEEE 30节点系统为例,基于某风电场的年风速分布特性及典型日每时刻的风速分布特性,采用基于随机模拟的粒子群算法进行模型求解,分析计算弃风、时间尺度、上网电价及其他因素对风电场装机容量的影响。

基于学习曲线法的风电成本研究

通过对风电成本和装机容量历史数据的统计和分析,建立了德国和中国风电成本的学习曲线模型,通过该模型分析了德、中两国风电成本的经济性。通过对风机容量增长率的几种假设,预测了2025年中国的风电成本,并对风电产业的发展提出了建议。

计及海底电缆热特性的可接纳海上风电装机容量评估方法

海上风电功率波动性较强,其外送海底电缆载流与温度变化的不同步性(热惯性)显著,短时载流潜力有待挖掘。对此,提出了计及电缆热特性的可接纳海上风电装机容量评估方法,在充分考虑电缆短时载流能力的情况下评估其可接纳的风电装机容量。基于海上风电功率及其变化速度的概率分布规律,提出风电功率时间序列模拟方法,而后结合交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆热平衡模型及寿命损失模型,以最大化海上风电装机容量为目标,以电缆设计使用期限内允许寿命损失为约束,建立海上风电装机容量决策模型,并提出启发式求解方法。仿真结果表明,该方法可显著提高海底电缆可接纳的风电装机容量,有助于提高海底电缆利用率以及海上风电外送工程的投资收益。

全球可再生能源发展态势分析

根据21世纪可再生能源政策网自2004年成立后历年发布的《可再生能源全球现状报告》和《可再生能源全球未来报告》,以及中国学者近年来所做的相关研究,当前全球可再生能源发展呈现以下态势:可再生能源发展规模高速增长;低油价下全球可再生能源投资不降反增;越来越多的国家将发展可再生能源作为能源战略的重要组成部分;可再生能源成本不断下降,部分采用先进技术的可再生能源与化石能源相比已初具竞争力。

中国风电发展综述:历史、现状、趋势及政策

随着各国对清洁能源,可再生能源发电的关注度的日益提高,我国风能发电产业近年来也得到了飞速发展。本文以2011年我国风电装机、并网容量等数据为基础,回顾了我国风电发展历史,对其发展现状进行分析,结合国家出台的一系列风电发展激励政策和风电发展"十二五"规划,对风电未来的发展趋势作了展望。

兼顾风电接纳与风电商利益的风电装机容量分层优化

合理的装机容量是减少弃风、优化电力系统运行、减少风电商损失的有效方法。风电场装机容量的确定主要受电网对风电接纳能力、风电场风资源状况和风电商运营方式的影响。提出采用多目标分层优化决策方法求解风电场合理的装机容量。第一层以电力系统环境经济调度为目标,充分发挥风电的节能减排效应,计算分析不同典型日负荷下的风电接纳能力,获得多条风电接纳水平曲线;第二层以第一层电网最佳风电接纳水平为基础,根据风电场随机模拟风速时序曲线,以风电场弃风电量与欠风电量期望最小为目标,兼顾风电场商的期望利益,建立随机机会约束规划模型评估风电场最佳装机容量。仿真算例验证了所提优化模型的有效性与合理性。

中国风电产业供需环境分析与发展预测

本文利用波特五力模型对中国风电产业所处竞争环境进行分析,认为中国风电产业内部竞争激烈,外来威胁不明显,替代品威胁力较弱,产业链上游核心零部件生产呈现"技术空心化"。通过对"风电零部件供给-风电整机制造-风电场运营开发"整个风电供需链的分析,认为现阶段制约我国风电产业持续发展的最大障碍,并不在于风电的制造、生产和运营,而是受制于风电并网的约束。为进一步研究未来我国风电市场的发展趋势,本文基于预测效果优于BP神经网络的STA-LSSVM模型,利用1993-2011年中国风电装机新增容量、累计容量及风电并网新增容量、并网累计容量等数据,预测了风电生产供给与风电并网需求的发展趋势。结果显示,2012-2015年我国风电装机容量增长率逐年上升趋势明显,而风电并网容量增长率则趋于平缓。预计到2014年风电累计并网容量缺口将达到4 817.03 MW,需求缺口将愈来愈大,风电消纳远远滞后于风电生产,风电产能"相对过剩"的局面将更加严重。鉴于此,本文在政策层面上给出如下建议:(1)进一步加强国家电网建设。要有重点、分步骤地建设偏远地区电网设施,并建立更大区域的电力市场,在区域电网内甚至在区域电网外寻找风电消纳市场;(2)创新风电并网技术及应用。政府应积极支持风电开发和并入电网所需要的输电投资;(3)加强风电项目风险控制。国家电力监管部门要重视风电场与电网的相互影响,加强监管力度;(4)创新风电利用方式。通过开发供热、农业提水灌溉等灵活用电负荷,促进风电就地消纳和利用。

风力发电技术经济分析及对策

介绍了中、美等6个国家的电力构成以及世界风能资源的分布,并对世界风能资源经济效益进行了分析,阐述了风力发电的前景,指出了我国风电产业存在的问题,并提出发展我国风电产业的建议:研发大型风电机组,强化环保法规及给予风电产业以优惠政策。

世界风力发电现状与前景预测

全球可再生能源发电装机容量中风电占有压倒性优势,今后可望成为欧洲、亚洲、北美的主要电力来源。2011年中国以62GW的累计装机容量蝉联世界第一,按照我国"十二五"规划目标,预计到2015年风电装机容量将达到1×108kW,年发电量1900×108kW.h。GWEC和Greenpeace预测,今后20年风力发电将成为世界主力电源,2030年装机容量有可能达到23×108kW,可供应世界电力需求的22%。欧美正大力开发海上风电产业。欧洲是世界海上风电发展的先驱和产业中心,欧洲企业不仅拥有自己的核心技术,而且还向世界各地输出技术,今后欧洲海上风力发电将急速增长。美国采取与英国、德国等欧洲厂家相同的战略,大力发展海上风力发电。我国海上风电产业刚刚起步,预计2015年海上风电装机500×104kW。日本学者大岛教授推算了不同电源的发电成本:包括政府财政补贴,运行年限30年的核电站发电成本为12.06日元/(kW.h);按标准设备利用率,风力发电成本11.30日元/(kW.h),与核电相比已经有竞争力。假设风况好时设备利用率达到35%,发电成本为7.95日元/(kW.h),比核电低得多。

我国风电产业装机容量预测分析

目前我国风电产业进入规模化发展阶段,由于在发展过程中产业链相关主体缺乏对我国风电装机容量的准确预测,导致一系列无序发展问题,因此运用GM(1,1)灰色系统模型对我国未来风电装机容量进行了科学预测,根据预测结果,我国未来几年风电装机容量将继续保持高速增长,至2015年将达到3亿9258万kW,本文根据预测结果并结合实际对目前我国风电产业存在的问题进行了深入分析并提出了相应的对策建议。

甘肃酒泉千万千瓦风电基地面临的挑战及应对措施

论述了国内外风电发展的特点和模式,分析了酒泉风电基地的特殊性,总结了甘肃酒泉千万千瓦风电基地面临的挑战,并提出了应对措施。

世界海上风力发电现状

风力发电占世界可再生能源发电量的16%。海上风电虽起步晚,但凭借其稳定性和大发电功率的特点,近年来正在世界各地飞速发展。2017年世界海上风电累计容量18.8MW,欧洲5国(英国、德国、丹麦、荷兰、比利时)累计容量占世界的份额为82.2%。2017年欧洲海上风电容量新增3.148GW。按国别累计,海上风电容量英国6.8GW,德国5.4GW,中国2.8GW,丹麦1.3GW,荷兰1.1GW。海上风力发电方式分固定式和漂浮式,固定式已产业化,成本低,被广泛采用;漂浮式各国都在大力开发,但成本高,仍处在从基础研究到验证实验的开发阶段。欧洲海上风电容量、技术等方面全面居世界领先水平,但发展市场容量不足,极需向海外拓展。我国有良好的海上风电开发资源基础,但2017年海上风电容量为2.8GW,仅占总风电容量的1.48%。建议加强与欧洲合作,加快我国海上风电发展进程。

基于D-U空间混合多属性决策的风电场装机容量优化

针对传统的风电场装机容量优化方法不考虑风电波动对系统总运行成本的影响,导致风电场盲目扩张,加剧风电弃风的问题,引入风电波动成本,对风电场装机容量进行分步优化。首先,以风电场发电社会效益净现值为优化目标,考虑系统功率平衡、常规发电机组出力、网架线路传输容量、系统备用容量等约束条件建立机会约束规划模型,得到风电场装机容量优化解;其次,基于模型所得最优解和次优解分别建立装机容量待决策区间;接着引入基于集对分析D-U空间的混合型多属性评价,考察两者以风电场社会效益净现值、弃风率、线路传输安全裕度和缺电风险为评价指标的综合性能,确定最优装机容量。最后,通过算例对比分析,验证了所提方法的有效性。