江彥宏 廖衛(wèi)華 張 婷 羅青霄 上海電力學(xué)院

上海是一個能源匱乏的城市，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，上海的能源消耗日益趨多，并且上海對外界能源的依賴度很大，所以尋找和開發(fā)可再生能源已是當(dāng)務(wù)之急。風(fēng)能是當(dāng)今積極發(fā)展和利用的最具有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕那鍧嵞茉?。風(fēng)能在能源的轉(zhuǎn)化過程中不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，不會排放任何污染物，保證了對環(huán)境不造成污染。上海有著優(yōu)良的地理環(huán)境，有著較長的海岸線和廣闊的灘涂等，盛行季風(fēng)，風(fēng)力資源很豐富，并且上海電子和機(jī)械制造業(yè)水平很高，所以上海具有發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢。同時發(fā)展風(fēng)力發(fā)電可以緩解電力供應(yīng)緊張，改善能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 上海風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢和發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 上海風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)良條件

上海市地處長江入?？冢瑩碛袑⒔?.2萬 k㎡的近海面積，在崇明三島水域，南匯（臨港）海域，奉賢、金山海域建立了海上風(fēng)電廠。上海全年最多風(fēng)向是東南、西北和東北三個方位，以偏東南風(fēng)最為顯著。上海冬季較多盛行西北風(fēng)，西北風(fēng)的頻率較高，占50%～55%；夏季風(fēng)向多以東南風(fēng)為主，其頻率多達(dá)60%左右，兩者相互結(jié)合使得上海的風(fēng)力發(fā)電優(yōu)勢盡顯。根據(jù)上海氣象部門統(tǒng)計，上海市郊區(qū)平均風(fēng)速在3.6～4.0 m/s，比市區(qū)附近大得多，在臨近江海岸線地區(qū)，平均風(fēng)速又比郊區(qū)城鎮(zhèn)平均風(fēng)速大0.5 m/s。在沿海大部分灘涂地區(qū)以及廣闊的近海陸面高空平均風(fēng)速約為4.5～5.5 m/s?？紤]到上海的土地資源相當(dāng)稀缺，因此風(fēng)力發(fā)電廠的選址一般是在郊區(qū)。由上述分析可以看出，上海市擁有豐富的風(fēng)力資源，有著大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的潛力和自然條件，并且上海計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和自動控制技術(shù)的不斷改進(jìn)，以及機(jī)械、電子和電機(jī)制造技術(shù)相當(dāng)成熟，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計、制造提供了良好的基礎(chǔ)條件。

1.2 上海風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

上海建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠有諸多優(yōu)勢。首先風(fēng)力發(fā)電是一種可再生清潔能源，符和我國與上海市實施的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策。其次，由于風(fēng)力發(fā)電廠本身規(guī)模相對較小，對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響很小，如果將其依托大電網(wǎng)，配合大電網(wǎng)，補充電力供應(yīng)，可以滿足用電需求。再次以引進(jìn)外國先進(jìn)制造技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合上海本身具有的經(jīng)濟(jì)、地理、政策、技術(shù)優(yōu)勢，促進(jìn)上海市風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。此外，建成后的風(fēng)力發(fā)電廠可以作為一道新型景觀，為人們提供休閑放松的好去處。

上海市的風(fēng)力發(fā)電正在迅猛發(fā)展。例如，2003年10月建成并投入運行的裝機(jī)容量為4 臺850 kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的奉賢風(fēng)電場，實現(xiàn)了上海電力發(fā)展史上風(fēng)電“零”的突破。南匯、崇明風(fēng)電場系利用世界銀行貸款的建設(shè)工程，風(fēng)電場采購的是14臺美國GE風(fēng)能公司生產(chǎn)的風(fēng)電機(jī)組，單機(jī)容量為1 500 kW，其中11臺安裝在南匯大治河口南側(cè)海岸，3臺安裝在崇明東旺沙東海岸。南匯、崇明風(fēng)電場已于2005 年投入商業(yè)運行。

就東海大橋風(fēng)電場而言，風(fēng)資源特性如下：

（1）風(fēng)能資源豐富存在于大自然，70米高度年平均風(fēng)速達(dá)8 m/s 以上，風(fēng)力密度也很大。

（2）有效風(fēng)時數(shù)較高，上海風(fēng)力發(fā)電風(fēng)速小時數(shù)約為8 000 h以上。

（3）由于較穩(wěn)定的場址區(qū)主風(fēng)向，有利于風(fēng)機(jī)的布置，這樣能減少風(fēng)機(jī)間尾流影響引起的電量損失。

（4）日風(fēng)速、風(fēng)功率分布較好，風(fēng)電場日風(fēng)速和風(fēng)功率高值出現(xiàn)在15:00-23:00，有利于電網(wǎng)的調(diào)度與調(diào)節(jié)。由于上海位于入?？冢磕陹断履嗌?，在入海口不斷沉積，這就會慢慢地形成大片淺灘，為風(fēng)電廠建設(shè)提供施工地。

上海地區(qū)8個風(fēng)力發(fā)電廠概況見表1。

表1列舉了上海地區(qū)8個風(fēng)力發(fā)電廠，根據(jù)地形和技術(shù)的制約，各有其特點。各個地方的裝機(jī)容量各不相同，一般在100 MW左右。

2 上海風(fēng)力發(fā)電的前景分析

2.1 當(dāng)前上海風(fēng)力發(fā)電存在的問題

目前我國已經(jīng)在大部分省區(qū)開發(fā)建成兩百多個風(fēng)電場，安裝風(fēng)電機(jī)組1.1萬多臺。除了陸上風(fēng)電得到持續(xù)發(fā)展外，也加快海上風(fēng)電建設(shè)的步伐。由于處于初級發(fā)展階段，發(fā)展中存在如下一些問題（上海也如此）：

表1 上海地區(qū)8個風(fēng)力發(fā)電廠

（1）國家對風(fēng)力發(fā)電的扶持力度還不夠，缺少有力的制度和政策的保障，缺乏具有明確目的性的、易于操作的補貼政策和稅收政策等；

（2）企業(yè)組織生產(chǎn)資金緊張，流動資金困難；

（3）對風(fēng)力發(fā)電的宣傳力度不夠大；

（4）售后維修服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)工作跟不上，使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的推廣和應(yīng)用達(dá)不到預(yù)期的效果；

（5） 風(fēng)電場附屬設(shè)施費用和管理成本在電價中的比例較高，不利于降低發(fā)電成本。

2.2 借鑒外國先進(jìn)經(jīng)驗發(fā)展風(fēng)力發(fā)電

國外風(fēng)電機(jī)組發(fā)展已趨向大型化，其中變距型為750千瓦，而且正向兆瓦級邁進(jìn)。從全世界來看，1990年全世界并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總?cè)萘考s為250萬千瓦，其中美國占64%，相當(dāng)于一座中型核電站。德國地處歐洲大陸的北部，擁有豐富的風(fēng)力資源，其風(fēng)電開發(fā)利用規(guī)模處于絕對的世界領(lǐng)先地位，2002年德國的裝機(jī)容量為10 900 MW，位列世界第一。德國也通過制定一系列的激勵政策促進(jìn)風(fēng)電發(fā)展，包括再生能源所發(fā)電量都由電力公司購買，銀行為建設(shè)風(fēng)電廠的融資提供幫助等，20世紀(jì)80年代，德國政府資助了一系列研究計劃，比如投資補貼，增收節(jié)能減排費用于風(fēng)力發(fā)電等。

2.3 運用現(xiàn)有政策促進(jìn)上海市風(fēng)力發(fā)電發(fā)展

為了使得風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展和盡快跟上國際的步伐， 2005年起，我國陸續(xù)出臺了很多扶持和保障風(fēng)電發(fā)展的政策，為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展提供良好的外部環(huán)境，具體有以下幾個方面：

（1）支持風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化；

（2）風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)；

（3）強(qiáng)制風(fēng)電發(fā)電目標(biāo)；

（4）稅收財政支持。

同時，我們還需要引進(jìn)外國人才或者選派優(yōu)秀人才出國學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。畢竟進(jìn)口器件需要付高昂的關(guān)稅，只有自己掌握了這種技術(shù)，自行開發(fā)研究，發(fā)明屬于自己的產(chǎn)品，這樣才能引領(lǐng)國際潮流。

2.4 上海風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展前景

上海市是一個國際大都市，用電量非常緊張。由于人民生活水平提高和我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對用電量的需求不斷增加，我們可以將小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引進(jìn)住戶家里，通過此方法可以使得風(fēng)力發(fā)電更加快速發(fā)展，而大功率機(jī)組仍然逐年增加。這樣一方面可以緩解電廠的壓力，一方面還可以改善人民的生活水平。同時，我們可以在沿海郊區(qū)采取風(fēng)光互補發(fā)電。可以采用風(fēng)光互補多臺組合式系列發(fā)電系統(tǒng)。該配置具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點。為合理開發(fā)利用上海的風(fēng)資源，使上海的風(fēng)資源開發(fā)建設(shè)能抓住全國風(fēng)資源開發(fā)和風(fēng)力發(fā)電行業(yè)蓬勃發(fā)展的良好機(jī)遇，需結(jié)合各場址的建設(shè)條件 ，優(yōu)先開發(fā)風(fēng)資源條件好的風(fēng)電場。至2010年上海市風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)模已達(dá)34萬kW，其中目前已完成業(yè)主招標(biāo)工作的東海大橋海上風(fēng)電場是上海市“十一五”期間重點建設(shè)的項目之一；至2020年上海市風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)?？蛇_(dá)100萬kW以上。

由此我們可以預(yù)測出未來上海風(fēng)力發(fā)電具有以下發(fā)展趨勢：

（1）功率由小變大，為滿足家用電器的需要戶用機(jī)組從小功率發(fā)展到大功率；

（2）由一戶一臺擴(kuò)大到聯(lián)網(wǎng)供電；

（3）由單一風(fēng)力發(fā)電發(fā)展到多能互補，實現(xiàn)多種能源相結(jié)合；

（4）逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，向其他用電領(lǐng)域發(fā)展?？偠灾?，有國家的政策支持和上海本身具有的優(yōu)勢，風(fēng)力發(fā)電前景非常光明。同時我們也對上海風(fēng)力發(fā)電提出幾點建議：

第一，爭取國家優(yōu)惠政策

風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，不僅僅依靠技術(shù)，也需要國家多方面的政策支持。世界風(fēng)電的發(fā)展初期，正式憑借著各國的政策支持才形成現(xiàn)在的規(guī)模。如果上海要大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，就必須要有國家政策的支持?？梢约涌祀娋W(wǎng)合理布局，形成完備的風(fēng)電輸電系統(tǒng)。

第二，加快風(fēng)機(jī)國產(chǎn)化

如同其他許多先進(jìn)的設(shè)備一樣，目前我國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組還不是非常完善，技術(shù)發(fā)展水平還不高，需要借助很多國外的先進(jìn)技術(shù)。

第三，做好管理體制改革

一個好的電力系統(tǒng)，發(fā)展起來，不僅依靠他先進(jìn)的技術(shù)，更依靠的是好的管理體制。有完備的技術(shù)，加上優(yōu)秀的人才和先進(jìn)的管理，方可使風(fēng)力發(fā)電更為快速的發(fā)展。

第四，提高人員素質(zhì)，加強(qiáng)創(chuàng)新

國外風(fēng)電發(fā)展表明，優(yōu)秀的風(fēng)電管理人才，是風(fēng)電安全生產(chǎn)，正常運行的必要條件。要適應(yīng)風(fēng)電發(fā)展的需求，就要不斷提高風(fēng)電人員的素質(zhì)，在技術(shù)上，管理上都要有更進(jìn)一步的發(fā)展。

3 結(jié)束語

風(fēng)力發(fā)電是一個能源發(fā)展的重要部分。通過上述分析，上海市目前大型風(fēng)力發(fā)電趨于完善，但是小型風(fēng)力發(fā)電還沒有深入人心。另一方面，我們還要有環(huán)境保護(hù)意識，火力發(fā)電環(huán)保壓力較大，還是要積極促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，改變能源結(jié)構(gòu)，使上海甚至國家得到可持續(xù)的發(fā)展。

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