风力发电的实际困难和应对策略
《专业论文写作》文献检索与总结报告
1、主题：风力发电的实际困难和应对策略2、国内文献检索与总结
（1）风力发电由于风能的随机性和不确定性，导致风电场在接入电网的时候，对电网冲击较大。现阶段的风电场都采用电力电子技术增强风力发电的暂态稳定性，来寻求尽可能地无冲击地接入电网。得益于电力电子元件的技术革新，使得电力电子原件价格越来越低，现行风电场采用了诸如静止无功补偿器（STATCOM）等设备来改善风力发电的暂态稳定性，提高异步机风电场的故障穿越能力，有助于在电网发生故障后保持风电场连续运行及电网的安全稳定。
而风力发电这类非常规能源发电模式引入电力系统后，也使电力系统的稳定运行和经济调度发生了很多相应的变化。一方面，风力发电这类发电模式与火电常规能源发电模式在可靠性参数和电气参数有很多不同，这使得风力发电要借助电力电子设备的辅助来满足并入电网的参数要求。另一方面，风力发电让电力系统的辅助服务发生相应的变化，也进一步使电力电子设备的需求推上一个新的阶段。
风力发电是未来电力工业发展的必然趋势，虽风电现阶段在并网稳定运行，单位经济效益上，是较传统发电有劣势，但我们不可否认其在环境效益和社会效益（虽很难量化）上的积极作用。由于风力发电工业的建立，催生了一批新兴的科研课题和产业需求市场，对整个社会而言都起到了巨大的推动作用。（2）参考文献：
【1】范高锋，迟永宁，赵海翔，王伟胜，戴慧珠。用STATCOM提高风电场暂态
电压稳定性。电工技术学报，201*,11。
【2】周双喜,王海超,陈寿孙。风力发电运行价值分析。电网技术，201*,7。【3】吴雄飞。大型风电并网系统电压稳定性研究。电工电气，201*，8。
3、国外文献检索与总结
（1）在国内的风电工作者还在研究怎样尽可能减少风力发电并网运行所带来的冲击的时，国外的风电同行们也在研究类似的课题，不过他们在研究风力发电并网运行所带来的机组组合和经济调度问题，也把研究的一部分重心放在了风力预测上。他们认为，风速过大时造成的风电场因为自我保护解列停机时造成的系统冲击才是风力发电令人头痛的地方，风电场越来，带来的损失也越大。他们都认为这些问题在很大程度上归咎于风力预测的局限性和变动性，现有的风力预测技术在机组组合调整和经济调度上还不能发挥作用。由于风力发电并网开始，所需的辅助服务也会因此改变，这使得为了保证有功无功平衡，电力系统将让作为基荷电源的发电容量，而增加本应作为经济调度的机组的发电容量，从而增加了发电的平均成本。而现有的风力预测技术不可能做到让风在特定的时间、特定的地点，以特定的强度、特定的角度吹向涡轮机，想要天气条件时时刻刻都达到这一理想状态当然不可能。如果风能满足不了要求，风机的很大一部分产能就会浪费，而浪费的产能又进一步增加了风力发电的成本。所以现在都在考虑怎样让常规的机组组合、济调度能够和较为准确的风力技术达到相对平衡，来赢得风力发电的尽可能的高效。（2）参考文献：
【1】BartC.Ummels.ImpactsofWindPoweronThermalGenerationUnitCommitmentandDispatch.IEEETRANSACTIONSONENERGYCONVERSION,VOL.22,NO.1,MARCH201*.
【2】AntonisG.Tsikalakis.DeterminingandExploitingtheDistributionFunctionofWindPowerForecastingErrorfortheEconomicOperationofAutonomousPowerSystems.
1-4244-0493-2/06/$20.00201*IEEE.
【3】HadiBanakar.ImpactsofWindPowerMinute-to-MinuteVariationsonPowerSystemOperation.IEEETRANSACTIONSONPOWERSYSTEMS,VOL.23,NO.1,FEBRUARY201*.
（3）原文摘录：
AUnitCommitmentandEconomicDispatch(UC-ED)tool
isadaptedtoallowforfrequentrevisionsofconventionalgenerationunitschedules,usinginformationoncurrentwindenergyoutputandforecastsforthenext36h.Thisisdeemedthemostfaithfulwayofsimulatingactualoperationsandshort-termplanningactivitiesforasystemwithlargewindpowerpenetration.Theproblemformulationincludesramp-rateconstraintsforgenerationschedules
andforreserveactivation,andminimumup-timeanddown-timeofconventionalunits.ResultsareshownforarealisticfuturescenariooftheDutchpowersystem.Itisshownthatproblemssuchasinsufficientregulatingandreservepowerwhicharetypicallyassociatedwiththevariablilityandlimitedpredictabilityofwindpowercanonlybeassessedinconjunctionwiththespecificsoftheconventionalgenerationsystemthatwindpowerisintegratedinto.Forthethermalsystemwithalargeshareofcombinedheatandpower(CHP)investigatedhere,windpowerforecastingdoesnotprovidesignificantbenefitsforoptimalunitcommitmentanddispatch.Minimumloadproblemsdooccur,whichresultinwastedwindinamountsincreasingwiththewindpowerinstalled.【1】
Systemresponsesubsequenttothelossofawindfarmhasbeencomparedwiththoseobtainedfortheoutageofathermalunitwiththesameoutput.TheresultsindicatethatthefrequencydipsduetotheWFlossareroughly20%lessthanthatofthethermalunitoutage.Itiscautionednottodevisealong-term
penetrationstrategybasedonthisresult,asitisrootedinadeterministicviewofthesystemreliability.
Whenhigherwindpenetrationentailsdisplacingsome
thermalunits,theresultspointoutthat,foracceptablesystemdynamics,theremainingconventionalunitsmustprovidenotonlysufficientrotationalenergyandreservesbutalsoadequatecontrols.Aboveall,displacingunitswithacriticalrolein
dampinginter-areaoscillationsshouldbeavoided.【2】
Manyeffortshavebeenpresentedinthe
bibliographyforwindpowerforecastinginpowersystemsandfewofthemhavebeenusedforautonomouspowersystems.Theimpactofknowingthedistributionfunctionofwindpower
forecastingerrorintheeconomicoperationofapowersystemisstudiedinthispaper.Thepapersproposesthatthedistributionofthewindpowerforecastingerrorofaspecifictoolcanbeeasilyderivedif,forthatmodel,anevaluationofitsperformanceis
madeoff-linecomparingtheforecastedvaluesofthetoolwiththeactualwindpowervaluesinthesamehorizon.Theproposed
methodologyisappliedtotheautonomouspowersystemofCrete.Itisshownthattheimprovementoftheperformanceofwindpowerforecastingtoolhassignificanteconomicimpactontheoperationofautonomouspowersystemswithincreasedwindpowerpenetration.Theobtainedresultsforvariouslevelsofwindpowerproductionandloadshowthatusingonlymeanabsolutepercentageerror(MAPE)leadstosignificantchangeintheestimationofthewindpowertobeshedtoavoidtechnicallimitsviolation,especiallyifthewindpowerforecastingtool
presentsunderestimationoftheactualproduction.【3】
扩展阅读：风力发电的制约因素及发展前景
风力发电的制约因素及发展前景
（开题报告）
院系：经济与管理学院班级：经济0902姓名：窦婕学号：1091940323
201*年12月15日
一、选题的背景和意义
近年来，自然大灾害的接踵而至，再次为我们敲响了环境危机的警钟。化石燃料的稀缺、温室效应的加剧，更是使全球面临着能源挑战。在此环境下，新能源得到了越来越广泛的关注和发展，其中风电是目前最具优势的新能源。
近20年来，德国、美国、丹麦、中国等国家投入了大量的人力、物力和财力研究可以商业运营的风力机，取得突破性的进展。可利用率从原来的50％提高到98％，风能利用系数超了40％。由于采用计算机技术，安全保护措施更加完善，并且实现了单机独立控制、多机群控和遥控，实现了无人值守。而风力发电随着技术的提高，容量的增大，风力机的大规模生产，造价大大的降低，因此风电成为最廉价的电源之一。
据悉目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。在中国，风电能源市场正处于启步阶段，市场潜力巨大，因此怎样更好的利用风力发电是我们所需要研究的问题，怎样运用这样巨大的一个资源宝库造福人民是我们追求的目标。
然而，风力发电进展的并不是十分迅速，这其中又受着很多因素的制约，许多专家目前认为中国风电已经陷入了非理性发展，风电产能过盛的同时却受制于技术落后、并网运行难等因素。因此目前只有摆脱了这些不利因素，我们才可能在风力发电一行业中取得突破性进展。在此种情况下，我们必须冷静思考根源，打破现有桎梏，走出风电的瓶颈期。
到底是哪些因素制约着风力发电的发展？面对着如此巨大的风能，为何我国风力发电水平迟迟难以拥有更进一步的发展？我们到底该如何走出这一困境？在这里，我们希望通过一些实例与理论的综合分析找到答案。
二、文献综述
2.1各方资料显示我国风电现状
随着科技进步社会发展，越来越多的不可再生资源被消耗掉，在消耗过程中也引起了诸多环境问题，而可再生资源由于其优越性逐渐成为人类利用的重要资源。风能在这种可持续发展的浪潮中走到了时代的前列，如何将风能转为电能成为当今时代的一大主题，越来越多的国家和地区加大了对风电项目的研究与推广力度，我国政府亦然。正是在这一背景下，近年来，在国家大力发展清洁能源政策的支持下，我国风电产业显示出迅猛的发展势头。
自20世纪70年代末开始，我国各地已经开始主动研制并从国外引进风电机组，探索建设风电场。80年代，我国试制出的国产55kW风电机组在福建平潭成功并网。201*年，《可再生能源法》颁布，明确支持风电等新能源产业发展。在配套政策支持下，中国风电规模化发展开始起步，据统计，从201*年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番，截至201*年底，中国以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一，较201*年同比大增62%。按照国家电网此前出具的研究报告，到201*年，电网覆盖范围内可吸纳风电上网的规模达1亿千瓦时，到2020年可达到1.5亿千瓦时。
2.2对风电研究的现状
2.2.1学者分析制约我国风电发展的因素
1）产能过剩与并网发电难一方面，有学者提出我国风电产业的高速度、大规模集聚扩张的态势必然会在一个时期或阶段带来产能过剩的问题。虽然发展风电项目面临许多困难，但由于许多地方政府和企业认为这一市场的潜力巨大，故而积极投入到这一行业中。而这一相对有限或单方面认为潜力巨大的市场，因为大量企业的涌入而被“稀释”，进而导致供过于求，出现产能过剩的问题。产能过剩的结果势必导致恶性竞争，为了求得生存和占领市场，企业间必然要打价格战。这样一来，这些企业必然会有一次重新洗牌，大批企业将面临倒闭、破产的风险。
另一方面，有学者认为风电并网问题是我国风电产业发展的突出瓶颈。风电的特点决定了其负荷难以保持稳定，更不可能与用电负荷同步变化，必须有其他电源承担适应风电负荷变化要求，增加发电调整能力、调峰能力和储能能力。针对中国现状，风能资源丰富的地区大多是当地电网系统小，用电负荷少，对风电的消纳能力不足，这就看出我国跨区电网互联规模小，不利于风电在更大范围内消纳。因此，在这方面解决的关键在于加大跨区联网建设的力度。
2）核心能力创新能力不足
我国风电产业迅速扩大的同时也面临着设备制造业和技术创新比能力停滞于“引进和消化吸收”的阶段这一问题。成熟的风机制造业是发展风电的基础，而长期以来，我国风机制造研发投入严重不足，风电技术研发和设备制造能力不强，没有国家研发机构、公共测试平台、相关标准及检测、认证体系，不掌握大型风机总体设计和集成技术，关键零部件配套能力低。目前，我国风电设备制造多与外商合作，处于从带料加工到合作生产或购买许可证国内组装的发展过程。因此我国难以掌握风电机组的核心技术，此外，受人才、技术、工艺和材料等多种原因的制约，我国消化吸收引进技术的能力薄弱。
3）统一规划功能减弱
电源、电网统一规划是中国电力工业几十年发展的成功经验，但电力体制改革以后，电源、电网统一规划的功能逐步减弱。在风电连续四年超常规发展的背景下，统一规划减弱造成风电与电网建设速度不同步的矛盾逐步显现。由于缺乏风电与电力市场的统一规划，风电建设进度与用电市场需求不适应，直接导致了风电发展的市场“瓶颈”。
4）设备可靠性问题突出
近几年在政策大力支持下，通过技术引进，我国基本掌握了兆瓦级风电机组制造技术，但风电的关键设备及核心技术受制于国外，风电技术自主创新能力成为软肋，设备质量特别是关键部件的质量亟待提高。再加上我国风电产业急速发展，大量风机匆忙上马，设备从研发到实际运行的时间大大缩短，这样由于研发技术准备不足而导致风机在运行中出现了一系列问题。
5）配套政策不完善、激励措施不足
由于风电不具有常规电源调峰、调频、调压和备用等方面的能力，需要电力系统其他电源及电网替风电承担更多的责任，付出相应的代价。现有国家法律、法规和政策是按照有利于促进风电发展的思路设计的，极大地调动了地方政府和发电企业建设风电场的积极性，但缺乏大规模、远距离配套送出的激励政策，政策不配套导致风电场“热”、配套送出“冷”，配套政策不完善也是导致风电送出“瓶颈”的主要因素。国家虽然制定了可再生能源交易机制和可再生能源配额管理办法，但相关配套措施和实施细则不完善，消纳风电的政策规定缺乏刚性。传统条块分割的影响依然存在，国内经济发达地区接纳风电的意愿不强，导致风电资源丰富地区“热”、能源消费地区“冷”，形成风电市场“瓶颈”。
2.2.2目前已经提出的解决措施
1）增强自主研发能力，提高风电设备质量。
2）加快电网建设，使之能跟上风电场的建设，使风电发得起，送得出，用得上。3）强化统一规划职能，促进电源、电网协调发展4）完善政策措施保障体系
2.2.3自我评价
我国的风力发电虽然在近几年发展迅速,但也暴露出不少问题,如风力发电上网困难,风电机组制造产业至今仍处于初级发展阶段,技术创新能力不足,不具备自主开发具有世界先进水平风电机组的能力等,这些都严重影响了我国风电产业的健康发展。不过虽然发展过程中遇到了一些挑战和困难，但这些问题的核心还是在于市场消纳和并网运行方面。我们应该将注意力集中在如何解决这一最主要问题上。虽然众多学者已经找出许多解决措施，但是这些措施中还是有我们进一步思考的地方，如在解决并网发电时，我们仍要面对电网运行难度和成本增加、利益分配不均衡、电网调峰的问题等。因此，如何突破现有瓶颈，为风电发展找到光明的前景还需要我们继续去探索。三、研究的路线及模型
研究的背景和意义研究方法绪论研究现状主要内容风电发电原理风电产业特征风电的相关概念和实施现状风电设备及电网世界风电发展我国风电发展存在的问题电设创制网备新度方方方政面面面策方面解决措施并提增补网高强助发设创支电备新持根据以上分析得出结论，预测发展前景提出问题分析问题解决问题四、研究方法
1）调查法
对某一地区的风电场进行实地调查，发放调查问卷或者询问相关工作人员，了解风电电价现状，现有风力发电设备的不足，管理方面的缺失，风力发电遇到的最主要困难。2）分析比较法
比较研究方法是确定事物之间共同点和差异点的一种逻辑方法。在现实中，比较研究法几乎成为认识事物最常用的一种方法。本文应用分析比较法将中国风电与美国、德国等国家的风电发展状况相比较，对比发展历程，结合他国优势，分析我国劣势，找出不足。3）归纳与演绎结合的方法
总结其他国家的改革和发展历程，结合我国实际，分析找出适应于我国独有的改革路线。4）定性和定量分析
查找资料，了解风电原理，风电电网结构，风电机发电要求等，根据基本公式算出适应于我国的各种指标，对比市场中投放的各类指标，找出不同，进而分析。
五、写作提纲
第一部分，阐明世界及我国风电发展的背景和现状，阐述我国风电发展的重要性和必要性，分析选题对现实的指导意义。
第二部分，定性分析风电的基本特征，要求的电网结构，发电的基本参数，风电的适用地区、产业，对风电的固有特点及发展必须要求进行分析，明确风电产业的进入渠道。了解我国经济发展现状，发电集团对风电的开发力度，进而对我国风电有总体性了解。
第三部分，肯定我国风电现在处于良好的发展之中，通过已知的参数，对实地调查得到的数据进行对比，分析现有电网结构、设备、技术方面存在的不足。此外，通过实证分析，如与美国风电发展的进程，改革路线等方面进行分析，对比找出我国风力发电政策、制度方面存在的不足，论证改革的必要性。
第四部分，吸取他国发展过程中好的优势，结合定性分析出的不足，提出相关改革措施，呈现出追求风力合理稳步发展的趋势。并将理论分析得出的结果结合实际归纳出具体可行的措施。在此基础上，对我国风电未来发展现状加以展望。
六、已取得的阶段性成果
1、已经通过广泛的文献阅读，确定了研究方向，初步明确研究思路和分析方法。2、通过一些资料文献的阅读和课堂知识的学习，掌握了一些必要的研究背景知识，如风电发展历史，风电设备要求，电网结构等，这些无不帮助我们打开了思路，扩充了想法。
3、已经分析出一些当下风电发展中存在的不足之处，也能有一些改进建议的初步想法，尚待完善。
七、下一步将要进行的工作
1、进一步推敲、完善初步提出的理论，力求有据可依，无懈可击。
2、进行更多的文献阅读，寻找更多的例证和已有的成熟的研究成果予以参照，进一步扩充思路。
3、解决一些当下还不能解释的问题，如我们自己初步提出的实策建议尚存一些不能解决的硬伤，有待进一步的调整和规避。
4、按照逻辑的顺序，将初期思路归纳成句，整理写成一篇完整的论文。
八、预期结果
通过调查分析，最终能完成一篇有理有据的论文。能真实准确的分析我国风电现在存在的不足之处，给出解决方法，对风电发展能起到切实有效的作用。
九、参考文献
【1】王玉胜.风电：如何走出迷局.中国三峡.201*（9）
【2】刘府照.我国风电产业的发展态势与对策研究.经济观察.201*.10
【3】孙文瑶,闫禄川,孙剑锋.我国发展风力发电的制约因素分析.科技风.201*.3【4】张俊贵,张锦,庄桂荣,闫永.理性认识我国风电产业的发展.ECOLOGICALECONOM【5】胡志鹏.大规模风电的并网瓶颈及其对策.电气制造.201*年第7期
【6】马慧敏.制约我国风力发电可持续发展的原因分析.华北电力技.No.3201*
【7】张淑谦,韩伯棠.低碳经济时代我国风电产业发展对策研究*.《经济问题探索》.201*
年第5期
【8】张国良，周斌.风电热背后的冷思考.河北金融.201*.7
【9】汪宁渤.风电发展瓶颈原因分析及应对措施研究.中国能源.201*.3【10】梁志鹏.各方共同努力，推动我国风电协调发展.
【11】汪宁渤.市场是制约未来我国风电发展的主要瓶颈.风能.201*第7期
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