风电与其他能源的协同

风电与其他能源的协同

杨勇

中广核新能源新疆分公司

摘要：随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的增强，可再生能源的开发与利用成为各国关注的焦点。风能作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的发展潜力。然而，风能的间歇性和波动性给电网的稳定运行带来了挑战。因此，探索风电与其他能源的协同发展路径，对于提高能源系统的可靠性和经济性具有重要意义。本文将从风电与光伏、水电、储能等能源的协同机制出发，探讨其互补优势、技术实现及发展前景。

关键词：风电；其他能源；协同

引言

随着能源结构调整和气候变化问题的日益突出，风力发电作为清洁能源之一，在全球范围内受到了广泛关注。为解决能源供应安全和减少碳排放等挑战，风力发电技术的创新与产业发展显得尤为重要。通过对最新技术进展和市场发展情况的分析，本文将深入探讨风力发电技术的创新路径和产业发展趋势，以及风力发电技术创新对产业发展的影响，并提出相应的建议和展望，以促进风电行业的可持续发展，为相关利益方提供参考和指导。

1风力发电原理

风力发电通过风力促使风车叶片不断转动，辅以增速机，将生成的动能全部汇入发电机中，当能量积累到一定程度之后即可进行发电。原风力发电系统结构简单，主要包括风车叶片与发电机两个部分。随着节能环保观念转变，科学水平提升，风力发电技术在发展过程中同样发生了改变，创新了实践成果，丰富了应用功能。当下风力发电系统结构复杂，由不同功能零件系统组合而成，包括齿轮箱、液压系统等。在风力发电系统运行阶段，齿轮相互咬合可以提高发电机工作效率，维持系统运行的稳定。偏航系统可以动态监测风向变化及风力大小，结合风向设置风轮扫掠面，且使两者保持垂直状态，从而最大限度提高资源利用率。站在系统角度来看，变桨距风机、风轮叶片等需要始终以根部为中心进行运动，提高系统灵活性，适应风向、风力变化等带来的影响。风力发电系统停止运行之后，风轮叶片顶端会从原有位置甩出，进一步提高阻尼，方便发电机停止运行，在此期间，液压系统与刹车系统会同时启用。对现代化风力发电系统而言，控制系统十分重要，是提高发电自动化水平的关键，可以动态监测风力发电系统各功能模块的运行状况，根据不同的运行状况采取有针对性的措施加以控制，使发电机稳定运行，同时监控风力发电系统工作状态的变化。如果察觉风力发电系统出现隐患，控制系统会立即发出预警信息，方便风力发电系统进行故障检修，控制停机以减少不良影响。

2风电与其他能源的协同

2.1风电与太阳能的协同

（1）互补性优势。时间互补：太阳能发电主要集中在白天，而风能发电在夜间和阴天也能发挥作用，两者在时间上的互补性可以有效提高可再生能源的整体利用率。地域互补：风能和太阳能资源在不同地区的分布存在差异，通过跨地区的风光互补发电系统建设，可以实现资源的优化配置。（2）技术实现。智能控制技术：根据风能和太阳能发电的实时情况，调整发电机的出力，实现风光互补发电的最优化。储能技术：将多余的电能储存起来，在需要时释放，以平衡电网负荷，提高供电可靠性。（3）环境效益。风能与太阳能均为清洁能源，其协同发展有助于减少温室气体排放和空气污染，改善生态环境。

2.2风电与水能的协同

（1）互补性优势。水电具有稳定性和可调性的优点，可以在丰水期提供稳定电力输出；而风电则具有间歇性和波动性的特点。两者的结合可以有效平衡电力系统的供需关系。（2）运行模式。并联运行模式：风电场和水电站并联在同一个电网中，通过电网进行能量交换。串联运行模式：风电场和水电站在同一输电线路上串联，风电场的电力优先输送到水电站进行处理后再并入电网。（3）经济与环境效益。提高水电和风能发电系统的经济性和稳定性，减少对化石燃料的依赖，促进可再生能源的利用。

2.3风电与生物质能的协同

（1）互补性优势。生物质能具有较高的能源密度和相对稳定的供应特性，可以作为风电的补充能源，缓解风电的间歇性和波动性问题。（2）发展意义。利用风能和生物质能的互补性可以提高可再生能源发电系统的可靠性和稳定性，同时促进生物质能产业的发展。

2.4风电与储能技术的协同

（1）重要性。储能技术是解决风电间歇性和波动性问题的重要手段之一。通过与储能技术的协同发展，可以显著提高风电的利用率和电网的稳定性。（1）技术类型。包括电池储能、抽水蓄能等多种形式的储能技术可以根据实际情况进行选择和应用。

3风力发电产业发展

3.1风电行业发展历程与周期性特点

我国的风电行业经历了快速发展和周期波动的阶段。在过去数十年的国家政策推动下，风电行业在2010年以前高速增长。此阶段，我国政府通过各种政策措施，如国家补贴和优惠政策，鼓励风电项目的建设和发展。因此，风电装机量呈现出迅猛增长的态势。然而，由于部分风电场建设地点选择不当，导致与电力消耗地区距离较远，加上风电发电量的波动性，引发了严重的弃风现象。这一问题对风电行业的可持续发展构成了挑战。随着补贴政策的实施和弃风现象的出现，中国风电行业呈现出周期性波动的特点。一方面，政府的补贴政策刺激了风电装机量的激增，但另一方面，由于消纳能力不足和政策限制，风电装机量出现了下降。特别是在风电发电量波动性大、消纳难题突出的情况下，政府出台了一系列政策，限制了风电项目的新增装机量。这导致了一段时期内风电行业的发展停滞。然而，随着消纳能力的改善和政策的调整，风电行业又开始逐渐回升。在配套设施的改善和风机成本降低的双重推动下，风电装机量逐步增加。尤其是在2021年，陆上风电的国家补贴彻底退出，风电实现了平价上网，标志着中国风电行业进入了市场化发展阶段。基于风电行业的发展，技术性措施也在不断推进。为解决弃风现象和提高风电发电的稳定性，相关技术不断创新。例如，智能风机控制技术和储能技术的应用，能够提高风电场的运行效率和发电质量。此外，随着风机的大型化趋势，风机的技术性能和经济性能也在不断提升，为风电行业的可持续发展打下了坚实基础。

3.2海上风电的发展前景与优势

尽管陆上风电已经实现平价上网，但海上风电仍在不断降本的路上继续前进。2022年，海上风电国家补贴退出，但地方补贴政策的出台为海上风电的发展提供了支持。相较于陆上风电，海上风电具有明显的天然优势。海上风速普遍较大且稳定，单机容量更大，且靠近东南沿海用电地区，方便能源消纳。此外，海上风电也可缓解对鸟类生态的影响，因为其建设在海上，不会对陆地生态造成干扰。然而，海上风电面临着复杂的环境和较高的维修成本等限制。因此，海上风电的发展仍处于起步阶段，需要克服多种挑战。随着技术的不断进步和政策的支持，海上风电仍被视为一个具有巨大发展潜力的行业。GWEC预测，未来5年全球风电新增装机量将持续增长，海上风电的增速将达到28.12%，占全球风电新增装机量的比例也将显著提升，这为海上风电行业的发展提供了良好的前景。

结语

综上所述，风电与其他能源的协同发展是实现能源结构优化升级的重要途径之一。通过充分发挥各种能源形式的互补优势和技术潜力，可以构建更加安全、可靠、经济、环保的能源供应体系。未来随着技术的不断进步和政策环境的不断完善以及市场机制的逐步健全，风电与其他能源的协同发展必将迎来更加广阔的发展前景和无限可能。

参考文献

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[2]谭勇林.新能源发电技术在电力系统中的应用[J].光源与照明，2022（12）：240-242.

[3]周明伟.风力发电技术的应用[J].光源与照明，2023（4）：195-197.