李建林博士，
中國科學院電工研究所副研究員，
碩士生導師，
中國可再生能源風能協(xié)會委員，
全國風力機械標準化技術委員會委員，
中國電氣大典可再生能源發(fā)電工程編委，
電工技術學會、
動力工程學會新能源專委會委員，
ieee會員。

1 引言
近年來，我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，無論從技術上，還是從發(fā)展規(guī)模上都取得了長足進步，所取業(yè)績也逐步獲得了社會的認可。隨著可再生能源大力發(fā)展的全球呼吁以及各國國策的積極推進，其發(fā)展勢頭可謂“一日千里”。風電市場的巨大需求動力，已經(jīng)推動風能產(chǎn)業(yè)進入到了相對完善的階段。但是，隨著風能應用規(guī)模的逐步擴大，以及對風能利用高效率、低成本的不斷追求，使得我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)逐步面臨了新的機遇和挑戰(zhàn)。

2 風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展需解決的幾個問題
（1）關鍵零部件制造技術。
風力機轉(zhuǎn)子設計：更加先進，具備自適應功能；葉片設計：更好地控制風力負荷，適于近海風場的葉尖速度更高的葉片，更加靈活的下風向設計；葉片材料：采用更加堅固和輕質(zhì)的材料，增加碳纖維加強材料的使用。發(fā)電機技術：采用直接驅(qū)動永磁電機技術，包括稀土材料磁極和其他方式的發(fā)電機拓撲設計。控制系統(tǒng)：開發(fā)和制造適用于不同驅(qū)動方式和控制技術的系統(tǒng)設計。
（2）風電場開發(fā)技術。
發(fā)展大規(guī)模的風電場，通過規(guī)模效應降低風電成本也是風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。國外對風電場選址，特別是微觀選址進行過很多研究，并開發(fā)了一些商業(yè)軟件，這些軟件對簡單地形的風電場微觀選址的精確性已做的非常好，但對復雜地形的優(yōu)化設計還有很多問題。我國對風電場微觀選址和優(yōu)化設計未做過系統(tǒng)研究，出現(xiàn)過風電機組安裝完畢后又不得不改地方的情況。風電場除風電機組根據(jù)地形和風資源情況布局外，和電網(wǎng)、氣候等因素都有密切關系。進行風電場微觀選址和優(yōu)化設計研究將為我國大規(guī)模開發(fā)風電提供條件。
（3）標準與規(guī)范建設。
要實現(xiàn)風電技術的產(chǎn)業(yè)化，保證風電機組的可靠性，規(guī)范市場是非常重要的。風電發(fā)展領先的國家對風電機組的測試技術都做過很多研究，并已制定了很多標準，只有通過檢測合格的產(chǎn)品才能進入市場。新產(chǎn)品問世時，通過檢測考核改進性能。德國、丹麥、荷蘭、美國、希臘等國家都有自己的檢測機構(gòu)，其他國家的產(chǎn)品只有通過其檢測才能進入。我國對風電機組的測試技術做過一定研究，但不夠系統(tǒng)。掌握風電機組的關鍵測試技術，建立認證制度，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、使我國的風電機組進入國際市場的基礎，對規(guī)范風電市場、提高風電機組的性能將起到重要作用。
（4）海上風電場開發(fā)技術。
繼續(xù)完善海上風資源的測試和評估技術研究，研究測算我國海上風資源總量以及適于建海上風電場的場址，啟動海上風電機組、海上風電場微觀選址及風電場設計和建設示范研究。啟動包括風力與海浪聯(lián)合載荷、海上風電機組基礎結(jié)構(gòu)、部件耐腐蝕性能等海上風電技術的研究，為今后大規(guī)模發(fā)展我國的海上風力作技術準備。
（5）滿足低風地區(qū)和高風地區(qū)以及低溫地區(qū)的需要。
針對低風速地區(qū)，需要開發(fā)有較大風輪直徑的風力機。而對于高風速地區(qū)，需要開發(fā)較低塔架并有較小風輪直徑的風力機。對于寒冷地區(qū)，需要設計適應低溫型風力機。適應風速變化：風電場的年平均風速范圍在5～11米/秒之間變化，極端的瞬時狂風可達70米/秒；
（6）新型大功率變流技術的應用。
隨著機組單機容量的不斷增大，新型大功率變流技術已經(jīng)成為大功率風電機組的關鍵技術。新型葉片的設計：閃電對于槳葉和槳葉尖端都會照成嚴重的損壞，因此需要提供防雷保護系統(tǒng)。閃電是一種復雜而且不可預測的自然現(xiàn)象，但是高電壓測試被證明可以幫助解決葉片設計中的問題。
（7）滿足海上風電場發(fā)展的需要。
盡管目前近海風電場的裝機容量所占比例不大，然而風能技術的最新發(fā)展主要是由正在崛起的近海風電市場所驅(qū)動。這意味著技術發(fā)展的焦點是以最高效的方式生產(chǎn)大容量風電機組，特別是輕質(zhì)量機艙裝備；大尺寸葉片制造技術和先進的合成工藝；近海風電場的基礎、安裝和維護工藝設計等。設備和維護成本之間的平衡對于海上風能的生存能力是至關重要的。因此綜合考慮風負荷、波浪負荷，冰負荷以及腐蝕、水深以及海底情況的基礎結(jié)構(gòu)設計是海上風能應用的關鍵點。hvdc電力傳輸問題。
（8）風場的風速預測與發(fā)電量預測。
不論是現(xiàn)在還是未來，風場的風速預測與發(fā)電量預測都是風場發(fā)展中至關重要的部分。風電領域巨大的投資都是基于預測數(shù)據(jù)做出的。必須讓出資者與投資者對預測數(shù)據(jù)保持信心而且還要讓他們以后更加信任這些數(shù)據(jù)。預測技術的提高對于風能與常規(guī)能源能否一爭高低起著關鍵性的作用。在開發(fā)預測工具上的投資將會取得豐厚的回報，也會對風能的發(fā)展起著潛在的作用。另外，增加風電系統(tǒng)輸出的可預見性是非常重要的。研發(fā)一種預見工具可以在風場24－48小時前預測輸出。提高預測水平可以減小預測誤差，這樣更多的風電就可以當成確定性電能看待。
（9）與電網(wǎng)的連接。
風電與電網(wǎng)互連時有三類廣泛的相應問題。首先，并網(wǎng)瞬間的安全問題。這包括并網(wǎng)時是否有足夠的容量，以及并網(wǎng)后對電網(wǎng)以及網(wǎng)內(nèi)其他用戶產(chǎn)生什么影響。其次，對電網(wǎng)操作的考慮。這主要是風能資源時斷時續(xù)，確保對電網(wǎng)操作不產(chǎn)生負面影響。最后，有更加寬闊的戰(zhàn)略考慮來規(guī)劃大規(guī)模新電廠的建設。

3 結(jié)論
制約我國風電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的幾個因素主要表現(xiàn)在：首先，存在政策障礙：一是缺乏風電發(fā)展目標和可實行的戰(zhàn)略規(guī)劃；二是缺乏有效的經(jīng)濟激勵政策和強有力的體制保障；三是缺乏鼓勵風機國產(chǎn)化的政策措施；四是缺乏有效的投融資體制；五是中國的電網(wǎng)公司壟斷性很強，缺乏政府指導下的風電采購政策，民營企業(yè)投資的“風電上網(wǎng)”還存在體制性障礙；六是缺乏強有力的宣傳，公眾對可再生資源的認識不足；其次，存在技術障礙：一是目前還沒有中國風力資源的全面監(jiān)測分析報告，大規(guī)模商業(yè)化風力發(fā)電缺乏科學性風場評估的可行性論證支持；二是風力資源發(fā)電時段比較集中，存在風電的不穩(wěn)定性對電網(wǎng)的沖擊，解決電力峰谷巨大落差還是難題；三是中國風力資源主要集中在內(nèi)蒙古、西北地區(qū)，以及沿海等地區(qū)，存在風電和電網(wǎng)的連接以及儲能問題，大量風電輸送到電力需求企業(yè)面臨困難；四是季風氣候?qū)︼L力發(fā)電上存在影響；五是我國風機設備制造水平較低，巳經(jīng)成為國際主流機型的兆瓦級機組在我國尚處于研制階段，大型風機只能依賴進口或與外商合作生產(chǎn)；目前，丹麥、德國的風電容量在電網(wǎng)中的比重可以做到30％以上，而我國的電網(wǎng)比較薄弱，風電在局部電網(wǎng)中的比重一般控制在12％以下，可仍然在一些地區(qū)出現(xiàn)電網(wǎng)崩潰事故，因此在開展風電與電網(wǎng)的連接研究的同時更應加強我國的電網(wǎng)建設。如果風電的比重超過整個電力的10％，需要進一步考慮儲能問題的解決途徑。隨著科技的發(fā)展，季風對風電的影響會越來越小。我國的當務之急是必須大力增加研究和開發(fā)技術上的投人，大力培養(yǎng)風電人才。