我国风电的现状：风能从很早之前就被人们开发利用，最早的利用风来航行，或是通过风车来抽水、磨面等，后来人们开始利用风的力量来发电，风电的原理简单来说就是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，这就是风力发电。

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风电基础原理

风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和塔筒三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由若干只叶片组成。当风吹向桨叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，多用玻璃钢或其它复合材料 (如碳纤维) 来制造。（还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。

发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。

风力发电机组结构图

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风电场的组成以及风电场的建造要求

风电场组成包含：

风电机群
集电部分
升压变电站(陆上可能多于一级升压，海上可能有集控中心)升压变压器无功补偿装置（电容器、电抗器、静止无功补偿装置、滤波器）
风电场管理系统

风电场的建造要求：

风能质量要高。

风力发电场的场址的首要条件必须风能资源丰富。年平均风速在5m/s以上，30m高处的有效风力时数在6000h以上，有效风能密度在240w/m^2以上时才适合建设大型风电场。其实，影响风能质量的因素有年平均风速、平均风功率密度、风频分布、有效风速可利用小时数、风向稳定度等。

风力发电场的场址盛行风向稳定。风向稳定不仅可以增大风能利用率，还可以延长风机寿命。

风力发电场湍流程度要小。风是随机的，并受场地表面粗糙度和附近障碍物的影响。风场湍流的形成一般是由于风道过于粗糙、或者因障碍物而产生的风速及风向的急剧变化而引起的。它不仅会影响风力发电机的出力，还会使风力发电机产生振动和受载不均，降低风力发电机使用寿命，严重时还会造成桨叶飞出的事故。

风力发电场址的自然灾害要少。强风、冰雹、雷暴、地震等都会对风力发电机等造成影响。

社会自然条件、风力发电场址的地势要较平坦，地质条件要好，以便进行土建施工。

交通便利。要考虑拟建风电场的设备供应和主要建筑材料运输是否便利。是否利于大型吊车、平板车的施工、运输等。

风电场应尽可能接近电网接入点。如:靠近现有的10KV和66KV变电所和线路，以减少电能损耗和送出工程的费用。尽量少占耕地，减少生态破坏。

周围环境。风电场的建设一般会对飞禽及鸟类正常生活和迁徙有影响，为保护生态，场址应尽量避开鸟类飞行路线、候鸟及动物栖息地等，远离自然保护区、军事设施、人口密集地区等。
海上风电选址要求：根据国家能源局和国家海洋局联合印发的《海上风电开发建设管理暂行办法实施细则》进行实施。例如：海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里时海域水深不得少于10米的海域布局。在各种海洋自然保护区、海洋特别保护区、重要渔业水域、典型海洋生态系统、河口、海湾、自然历史遗迹保护区等敏感海域，不得规划布局海上风电场等。

03

风电的优缺点

优点：

清洁，环境效益好
可再生，永不枯竭
基建周期短
装机规模灵活

风能永远不会枯竭，利用风能发电可以减少环境污染，降低碳排量，符合我们国家现行的低碳生活的理念，而且风电装机灵活，建造周期也短，不需要一次性投入建造完成，可以分批次，分周期建造，也利于风电企业更好的发展。

缺点：

噪声，视觉污染
占用大片土地
不稳定，不可控
成本仍然很高
影响鸟类

风电场的建造需要大量的土地，并且一旦风电场建造完毕，这些土地就不可挪作他用，在一些土地匮乏的地方无疑是一种变相的浪费。而且风电场风机数量多，一些在山区，草原建造的风电场会对鸟类造成伤害，对生态有一定的影响。

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我国风电资源

我国风能资源比较丰富的区域主要有三个地区，第一个地区是“东南沿海地区”，我国拥有漫长的大陆海岸线，海岸线长度超过1.8万千米，东南沿海地区冬夏季风都十分明显，同时又有海陆风的影响，沿海地区特别是海面阻力很小，风力十分强劲。我国沿海海面拥有丰富的风能资源，是建设海上风电场的理想区域。东南沿海地区经济发达，能源需求量也很大。

第二个地区是“东北和西北地区”，我国东北地区的辽宁、吉林和黑龙江的西部地区，以及西北地区的内蒙古全境，加上新疆的东部地区，是我国风能资源最为丰富的区域。这一地区靠近我国冬季风的策源地，也就是靠近“亚洲高压”，冬半年风力强劲。同时这一地区的地形以高原地形为主，内蒙古高原是主要的地形单元，加上地广人稀，是我国建设风电场的理想区域，也是目前我国风电发展的重点区域。这一地区靠近我国能源主要的消费市场，比如我国的华北地区。

第三个地区是“青藏地区西北部”，这一地区位于青藏高原西北部地区，地势海拔高而且平坦，气候十分干旱，地表植被稀疏，对风力的阻挡较弱，风力较为强劲。但是青藏地区由于海拔高，大气十分稀薄，风能的能量密度较低，利用难度较大。同时，青藏地区也远离我国主要的能源消费市场，开发条件不如前两个地区来得好。此外，风能的开发在很大程度上会受到其他能源如煤炭和石油的价格影响，因为风能开发成本较高，如果当煤炭和石油价格低廉，风能开发就会受到抑制，反之，如果煤炭和石油价格昂贵，那么风能开发就会加速。

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风电的现状

（弃风率：因用电需求不足或电网接纳能力不足而导致部分风机停止发电，这部分应分电量与总装机容量的比值就是弃风率）

目前我国的风电现状保持一个良好的发展，从数据来看2021年一季度，全国风电新增并网装机526万千瓦，其中陆上风电新增装机403万千瓦、海上风电新增装机123万千瓦。从新增装机分布看，中东部和南方地区占比约54%，“三北”地区占46%，风电开发布局进一步优化。到2021年一季度末，全国风电累计装机2.87亿千瓦，其中陆上风电累计装机2. 76亿千瓦、海上风电累计装机1022万千瓦。全国风电利用小时数619小时，利用小时数较高的省区中，云南920小时、四川742小时、江苏739小时。全国弃风率4%，同比下降0.7个百分点，尤其是湖南和新疆，弃风率同比显著下降，湖南无弃风、新疆弃风率6.5%，同比分别下降6.7、5.7个百分点。

整体来看截至2020年底，全国并网风电装机容量达28153万千瓦，同比增长34.6%，占全部装机容量的12.79%。全国风电装机容量分布图如下所示。

截止2020年底，全国十大风电装机省份分别是：内蒙古3786万千瓦、新疆2361万千瓦、河北2274万千瓦、山西1974万千瓦、山东1795万千瓦、江苏1547万千瓦、河南1518万千瓦、宁夏1377万千瓦、甘肃1373万千瓦、辽宁981万千瓦。

可以看出我国的风电在2020年迎来高潮，风电的快速发展离不开政策的支持，首先是因为2020 年9 月22 日，习近平主席在联合国大会上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。此后，习近平主席还数次在其他国际场合重申了“30 · 60目标”，并提出到2030 年，风电、太阳能发电总装机容量将达到12 亿千瓦以上。为此风电等清洁能源得以大力发展。

其次风电发展势头如此良好，得益于成本的降低以及利用水平显著的提高。

当前，我国“三北”地区的陆上风电新建项目度电成本可以达到0.16 元/ 千瓦时、中东南部区域可以达到0.34 元/ 千瓦时，大部分新建陆上风电项目已经具备平价上网的条件。实现平价上网，是我国风电等清洁能源成为主力能源的关键一步。2019 年，我国陆上风电平均安装成本为7906 元/ 千瓦，比2015 年下降了13%。2019 年，我国陆上风电平准化度电成本为0.3 元/ 千瓦时，比2015 年下降了30%。

（上网电价：目前我国实行的是 “基准价+上下浮动”的市场化机制。基准价按各地现行燃煤发电标杆上网电价确定，浮动范围为上浮不超过10%、下浮原则上不超过15%，具体发电企业、售电公司、电力用户等通过协商或竞价确定）

2021风电、光伏指导价

最后风电取得良好发展离不开利用率上升：从2016年开始，我国的弃风率逐渐降低，这就说明了我国风电的利用率在不断的提升，进一步推动了风电产业的发展。同时风电的良好发展也离不开我们优良的产业布局和完整的产业链。

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风电发展区域

风电开发持续向消纳条件较好的中东部和南方地区转移。四季度，中东部和南方地区新增风电并网2145万千瓦，占全国的38.1%。截至2020年12月底，中东部和南方地区风电装机9103万千瓦，占全国的比重与上季度相比提升1.4个百分点至32.6%，同比提高2.5个百分点，中东部和南方地区风电装机比重持续提升。这也是因为一方面南方的用电需求要更高一些，在中东南部建立风电场可以减少电力传输带来的费用。另一方面华北地区的陆上装机规模已经是接近饱和的状态。

四季度各区域新增（左）、累计（右）并网风电装机（万千瓦）

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风电地位提升

火电不再一统天下

在国家要实现碳中和的背景下，势必清洁能源将会得到大力的发展，而风电也得以进一步发展，风电在电力系统的占比也将会越来越高，而就国家能源局发布的信息来看，2021年十四五的第一年，国家也将推动风电高质量发展，越来越多的风电基地会拔地而起。

风电的大力发展，势必会减弱火电在电力市场的主导地位。

从数据来看：截至2019年底，火电装机容量119055万千瓦（包括煤电10.4亿千瓦、气电9022万千瓦及生物质发电2254万千瓦等），增长4.1%；水电装机容量35640万千瓦，增长1.1%；核电装机容量4874万千瓦，增长9.1%；并网风电装机容量21005万千瓦，增长14.0%；并网太阳能发电装机容量20468万千瓦，增长17.4%。

从电源结构看，火电占比进一步降低，约59.2%，较上一年降低1个百分点，风电、光电、核电等非化石能源占比则进一步增加，占比近41%。

从十年历史数据来看，非化石能源装机比重明显上升。2019年火电装机比重较2010年下降了14.24个百分点，风电、光电、水电、核电发电装机比重共上升了14.24个百分点，发电装机结构进一步优化。