风电运输方案范文

导语：如何才能写好一篇风电运输方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】电力调度； 运行；调度；安全风险

1 影响电力调度安全的主要因素

电力调度人员是保障电力调度安全的关键，电力调度人员是否掌握先进的调度技术，是否能够对电力调度做出正确的判断，都将对电力调度安全形成影响。因此为保障电网运行安全，就必须全面提高电力调度工作人员的整体素质，全面了解和掌握调度安全的影响因素，并采取有效措施加以防范。通常情况下影响电力调度安全的因素主要有：

1.1 调度工作人员缺乏足够的电力调度安全技能

电力调度工作是一项高风险的系统工作，此项工作要求工作人员必须具备扎实的理论基础，同时具备丰富的工作经验。而目前仍然有一部分电力调度工作人员仅局限于日常倒闸、供电与放电等工作，对电力调度理论知识疏于学习，在工作总遇到问题不去仔细研究，遇到困难就回避，甚至在出现调度事故时，不知所措，拿不定注意，导致电力事故扩大化，对电力企业造成严重的损失，这些都源于调度工作人员的调度安全技能缺乏。

1.2 调度人员缺乏足够的安全意识

电力调度工作需按流程造作，长时间枯燥乏味的工作，容易麻痹工作人员的安全意识，导致电力调度安全防范意识下降，对电力调度操作程序不够重视，在进行电力调度时往往因为一时疏忽，就犯下严重错误，对电网安全运行带来威胁。

1.3 电力调度工作人员心理素质较差

近年来随着科学技术的不断发展与完善，电力运行工作的不断规范，电力系统运行大事故发生的机率也大大降低，调离调度过程中出现的故障也越来越少，因此工作人员在应对大的故障的机率也就大大降低，在日常工作中缺乏应对故障的心理准备，一旦故障发生，调度人员往往反映迟缓，这充分表明其心理素质水平不高。

1.4 电力调度管理更新换代较慢

我国电力系统随着新科技新技术的运用，电力系统在不断的发生着变化，电力调度工作人员对新事物缺乏了解，忙于应付日常工作，电力企业在引进新技术的同时对其造作规章制度没有及时建立，这就导致了管理空当，操作过程中容易造成失误，些都给电力调度人员工作带来很大不便和潜在的安全隐患。

1.5 电力调度检修不够彻底，存在严重的安全隐患

电力系统在运行过程中可能会出现这样那样的问题，为此电力系统日常检修工作必不可少，检修工作意义重大，通过检修可以发现系统存在的安全隐患，及时对隐患 进行处理，避免出现更大的安全事故。电力调度检修工作作为检修工作的一项重要内容，工作人员在检修时，由于工作疏忽，检修不到位或是检修不彻底，极容易埋下安全隐患，影响到电力调度安全。随着电力事业在发展的如火如荼，我国将建设世界上规模最大、电压等级最高的特大型电网。在电力系统运行中，电力调度是电网运行管理和倒闸操作以及事故处理的主要机构，电力调度工作的核心是使电网中的每一个环节都在调度机构的统一领导指挥下，随着用电情况的变化而协调运行，安全管理工作在电力调度中占有重要的地位。建立健全完善的电力安全管理制度和电力安全防护措施，以使电力调度工作能够稳定有序地进行。

2 电力调度不安全因素分析

2.1 系统运行中的不安全因素

现在我国大部分地区使用电力调度的自动化模式，各个变电站里都运用了计算机参与监管。这省去了许多人力，而且还有许多先进的技术运用到变电站管理中，这为电网的安全稳定运行提供了良好的保障。但是这其中仍存在一些问题，主要有以下方面：（1）系统自身的问题包括因工程建设时的失误和产品自身设计的不合理，而带来的安全隐患，（2）系统受到许多没用信息的影响而使得重要的信息被忽视，进而引发的安全问题；（3）由于相关设施设备老化使得系统运行效率降低；（4）所依赖的单通道或假双通道运行模式会对系统通道带来的影响，从而影响电力工作的正常运行；⑸因环境的影响而给设备安全运行带来的隐患。环境因素通常说的是人机混杂，不能为设备运行创造一个良好的环境。

2.2 管理上的不安全因素

管理上的不安全因素主要包括人为因素和体制因素。在电力调度中，由于调度人员的安全意识欠缺，责任心不够，易出现不安全隐患，主要表现在：（1）麻痹大意，交接班过程中容易出现遗漏等失误；（2）在处理电网发生异常事故时容易因焦虑产生情绪波动，造成事故处理不顺畅；（3）失去监护，违章下令；（4）不熟悉运行设备状况，盲目下令操作，这都将会给电网、企业、社会带来巨大损失。另外，在日常电力调度中工作中，如果工作人员一直在做同一重复工作时，随着时间的延长，工作人员就会产生懈怠，工作效率降低，这就使得出现工作失误的可能性大大提高。由于部分工作人员没有强烈的责任感，在解决工作问题的过程中，有时候他们因对情况判断不准确而出现主管臆断，可能会因此传递一些错误的信息，这也将引发一些安全风险隐患。体制漏洞方面的因素主要指由于相关制度建立的不完善，而使得一些工作没被很好的落实，可能会出现一些工作的管理力度不够，而引发一些安全隐患。例如，因为相关制度的不完善，执行人员违章工作，使得一些电力检修工作程序混乱，这就可能导致检修过程中的某个程序出现漏洞，而引发安全隐患。因此建立健全建立完善电力调度体制，才能使电力调度工作稳定有序的进行。

3 安全风险防护策略

3.1 大力开展人员培训

在电力调度中的安全管理主要是对工作人员的管理，为了使电力调度中的安全风险降到最低，相关部门应加强对调度专业工作人员的培训，使电力调度工作人员树立正确的意识观念，提高员工的专业技能水平，提高员工对电网故障的分析、判断能力以及事故异常处理能力，以此为电力调度中的安全管理工作提供良好的保障。

3.2 加大技术改革投入

在电网调度工作中涉及到许多大型电器设备的管理，相关部门应该制定相应的防范策略，以应对设备管理中出现的种种情况。在电力设备的管理中应积极引进先进的科学技术，对相关设备进行改良，弥补设备的缺陷。在相关电力设备买进方面，要特别注重所买设备的品质。采用新型的技术，为电力设备的运行创设良好环境，而且还要加强设备的检查方面的管理环节，服务器等相对重要的电力设备采用冗余技术，数据备份、备件备品等都应该有相应的制度并严格实施。

3.3 强化电力调度误操作规范误

操作是调度人员在工作中习惯性违章所致，为了增强风险防范意识，必须定期进行教育培训，在规范安全章程的同时，避免各种违规行为。在这过程中，必须认真审核工作票，让工作票填写规范 ；通过明确设备命令、编号、时间、内容、检修要求、说明，对于合格的工作票进行批答。对于指令票，则根据资格证拟写。调度人员要认真核对 SCADA 以及模拟盘运作，并且对设备现场进行核对，如 ：接线形式、中性点、设备对系统的影响等。如果电网操作包含电力调度两个或者以上的单位时，必须根据运行方式，对设备状态进行切换，同时检修复电、停电条件。在审核指令票的过程中，除了必须熟悉调度能力，还必须掌握调度接任，对操作命令进行规范，从而调整停电范围、保护要求。同时，操作票必须在审核、拟写完毕后，根据时间安排进行预发，在预发中，根据操作票内容、单位、编号、时间，对指令票进行调令。

4 结语

电力调度在电网的安全运行和管理中处于非常重要的地位，电力调度中的安全管理关系到企业和员工的安全和利益。只有不断提高电网调度专业人员的业务素质，增强工作人员的安全风险防范意识，不断地将先进技术引入到电力调度工作中，不断地完善安全管理制度，降低电力调度中的安全风险，使电网系统安全有序的运行。

参考文献：

[1]叶永忠.浅析电力系统中电网调度与自动化[J].东方企业文化，2011（14）.

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【关键词】远距离；风电闭锁；采煤工作面；实施应用

0.概述

祁东煤矿井下条件复杂多变，采煤工作面常常遇到安装、改造、拆除等情况。这些情况都需要安装局扇，要安装局扇风电闭锁必不可少。根据《煤矿安全规程》第128条，第六款的规定：“使用局部通风机供风的地点必须使用风电闭锁，保证停风后切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。……”。这就是机电设备管理中通常所讲的“三专两闭锁”中的风电闭锁。近期3245（中）工作面回采结束，准备拆除，拆除前需要安装局扇，等到工作面关门后，局扇必须保证正常通风。

1.井下现有条件现状分析

要想实现风电闭锁，并不像掘进巷道那么简单，根据井下现实情况，3245中工作面的动力是从四采区变电所供电，根据四采区变电所的现实情况，局扇通风机不能从四采区变电所供电，必须从距3245（中）工作面最近的西翼变电所供电。局扇位置由通防科当时现场定位在四采区运输巷胶带机机尾处，但是从西翼变电所到局扇定位处大概有1600米的距离。根据“三专两闭锁”中的风电闭锁要求及局扇供电设计灵敏度校验的要求，局扇双回路供电时，电缆需要3200米，且电缆截面不低于70mm2（现实情况电管工区库存没有那么多70mm2电缆），即使有那么多电缆，根据3245（中）工作面拆除需要15天左右，下电缆、放电缆、接四通及电缆吊挂需要很大的物力、人力的投入，且浪费很多时间，显然上述方案的实施有相当大的难度。

2.方案优化

既然上述方案的实施存在诸多问题，必须另开途径拿出一种切实可行的方案。我设想了一种方案：局扇双回路供电还从西翼变电所供，局扇定位到西轨八联巷（原局扇位置、现局扇位置及风筒吊挂如图1所示）。西轨八联巷到西翼变电所有750米左右，根据局扇供电设计灵敏度校验，电缆截面也不需要截面70mm2电缆，只需截面25mm2或35mm2电缆就能达到要求。但根据这种方案设计，又遇到了一个难题，因为3245（中）工作面的动力在四采区变电所，局扇开关距动力馈电有650米左右，如何解决风电闭锁成了难题。根据我查资料了解到，风电闭锁最远只有300米左右（一般掘进巷道动力馈电与局扇开关摆放在一起，最远不超过100米），如果距离再远，风电闭锁就不起作用了。

图1 原局扇位置、现局扇位置及风筒吊挂示意图

3.方案实施应用

为解决远距离风电闭锁，我与电工进行了多次试验。因3245（中）工作面现用的动力馈电是山西长治生产的KBZ-400/1140（660）矿用隔爆型真空馈电开关，局扇开关是济源生产的QBZ-4×120/1140(660)SF矿用隔爆型双电源双风机组合式真空电磁启动器。我用检测线（型号：MHYV4×1×7/0.28）取红蓝两根芯线，从局扇开关的风电闭锁点，接到馈电开关上腔的辅助接点2#、3#线，通过反复试验，多次改进，最终试验成功，650多米的线路风电闭锁照样能起到作用。

3.1附风电闭锁控制原理图（其中一回路），如图2

图2 风电闭锁控制原理图

3.2原理说明

当局扇开关主回路有电时，控制变压器一次侧带电，二次侧两端输出36V交流电，使JDB得电，漏电检测开始。当主回路对地绝缘电阻符合要求时，JDB内继电器工作，常开点3、4接通，真空接触器可以投入使用。按下启动按钮Q1，ZJ线圈吸合， ZJ的常开触点闭合，使真空接触器线圈KM（CKJ）吸合，此时KM的常开点闭合，这样局扇开始工作。局扇开关的风电闭锁取CKJ的常开点，此时风电闭锁触点闭合（从原理图上看相当于F1、F2闭合）；馈电开关风电闭锁投入的是闭点动作（即F1、F2闭合时开关才能送上电，风电闭锁点F1、F2断开时开关送不上电），当馈电开关风电闭锁点F1、F2闭合时馈电开关才能送上电。当局扇开关掉电停风时，局扇开关的风电闭锁点变成常开，此时馈电开的风电闭锁点（F1、F2）变为常开，馈电开关掉电，从而实现风电闭锁。

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关键词：沿海滩涂 风电场 道路设计 施工

中图分类号：U41文献标识码： A 文章编号：

一、滩涂风电场场内道路设计

1.1场内道路的土方填筑

新修道路土方填筑质量关键在于道路土体的压实效果。上体的压实与含水量的关系如下：在低含水量时，水被土颗粒吸附在上粒表面，土颗粒因无毛细管作用而互相联结很弱，恢复至相关等级的防护要求)，如何确定道路施工完成后的顶高程是关键。选择合适的潮位高程，施工过程中遇到恶劣天气(大雨、大风、大浪)时，海水会基本淹没路面，并对新修道路淘毁严重，临时防护措施(如简单的土粒在受到夯击等冲击作用下容易分敞而难干获得较高的密实度；在高含水量时，土中多余的水分在夯击时很难快速排出而在十孔隙中形成水团，削弱了土颗粒间的联结，使土粒而变得易于移动，夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮土”现象(软弹现象)，失去夯击效果，所以含水量太高或太低都得不到好的压实效果。由于道路填筑土体含水量很高，故很难压实。

对于新填筑道路，直接挖取临近滩涂土体进行分层堆筑，由于此土体一般含水量都较高．在堆筑初期很难大幅降低其含水量，加之分层压实效果不可能太好，土体会在自重压力以及非自重和附加压力下发生大量的沉降。此时在条件允许的

情况下，可暂停施工一段时问，利用水分的挥发使土体中的含水量降低，或者将此分层的土层进行翻晒．降低一定的含水量，再进行压实，可有效提高填筑土方的压实效果。

1.2 场内道路横向排水

场内道路施工过程中，路面结构层(二灰土基层、石灰土碎石面层)还未施工，遇连续阴雨天气，道路如有大面积积水，土体为湿陷性黄土．长时间积水后，其水分很难迅速、大量排出，会保留在土体中一段时间。如碰上施工高峰期，车辆通行密度较大，经反复碾压，会使道路泥泞不堪，还会对已完成的施工部分造成损毁，并且泥泞路面需经较长时间才能恢复正常路况。道路施工时可设置单向坡排水．施工比较简单，具体坡度视现场情况确定。

1.3 场内道路的临时护坡和永久护坡

场内道路施工过程中，会遇到连续阴雨、大浪、位等恶劣天气，对场内道路的影响较大。路面结构层铺设施工前，可对道路进行临时护坡防护，会有效降低大潮、大浪等对道路土方的淘毁，尽可能降低工程经济损失(详见图6)。临

时护坡可以每1km施工一次，利用每月的小潮位分段、分时施工，错开施工高峰期等。利用较合理的施工组织管理，可以使临时护坡发挥其最大作用。

1.4 路面结构

滩涂风电场道路可根据风电场施工期、运行管理期场内道路的不同阶段要求，施工期按施工要求设置，做好道路路基的压、稳工作，待风机施工吊装完毕，大型起重设备离场后，再铺设路面做永久道路。滩涂风电场路面等级不高，一般采用水泥混凝土路面或泥结石路面、级配碎石路面。

水泥混凝土路面：

采用30 cm厚红土底基层加30 cm厚碎石混合料基层分层压实，重型设备退场后再用5 cm碎石混合料进行局部修复找平，达到压实度要求后即可铺设20

cm厚水泥}昆凝土路面。

2）泥结石路面：泥结石路面设计，面层厚12 em，基层为30 cm厚红土底基层加30 cm厚碎石}昆合料。

3）级配碎石路面：素土分层压实，压实系数为0．95，上铺30 cm手摆块石加20 cm级配碎石面层。

1.5 滩涂风电场道路路基防护

由于滩涂风电场道路路基滨临海岸，容易受到海水侵蚀，影响路基稳定性，道路设计时应考虑合理的路基防护措施。路基防护措施包括石砌护坡、植物护坡、土工织物护坡。

石砌护坡。路堤填筑时，位以下抛填10～100 kg块石，并于路堤外侧坡脚处设棱体，棱体顶面高程等于常水位。位以上填不宜风化的碎块石，填石尺寸不大于150 mm。抛石全部高出海水面后，进行重型机械碾压密实。

植物护坡。种草防护：适用于边坡稳定，坡面受雨水冲刷轻微，且易于草类生长的路堤与路堑边坡。选用根系发达、叶茎低矮、多年生长且适宜于当地土壤和气候条件的草种，植于40 cm(无熟土时，表土厚度t>20 em)表土层。播种方法有撒播法、喷播法和行播法。当前推广使用的两种新方法是湿式喷播技术和客土喷播技术。植灌木：与种草、铺草皮配合使用，使坡面形成良好的防护层，适用于土质边坡和膨胀土边坡，但对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。

土工织物防护。土工织物复合植被防护坡面综合了土工织物和植被两类防护的优点，其典型形式是三维土网(垫)植草防护，主要适用于边坡坡度缓于1：1，边坡高度小于3 m的土质边坡。

沿海滩涂风电场道路施工方案

2.1 构筑永久性道路方案

在辐射沙洲上构筑永久性道路，筑路材料运输距离远，一次性投入较大，道路施工周期较长，永久道路及构筑施工过程对滩涂湿地的生态环境影响较大。但可采取相应的技术措施减少投入，当前技术成熟的可用于在滩涂上构筑永久性道路的工程措施为：直接对作为道路地基的滩涂采用化学固化处理，以便形成道路基础，并对直接取于滩涂的构筑路堤的材料进行化学改性，使其适应需要。同时，利用土工合成材料对地基和路堤进行排水及加固处理，提高其在滩涂软基上的稳定性。采取构筑永久性道路方案的滩涂风电场后期运行维护进入方式和陆上风电场相同。

2.2 构筑临时通道方案

构筑临时性通道是根据滩涂风电场内风机建设位置变化的需要，利用可撤收重复使用的土工材料和通道器材构筑临时通道。构筑临时通道一次性投入较小，通道施工周期较短，工程完成后通道构筑器材即可撤收完毕，对滩涂湿地的生态环境影响较小。

其工程措施为：当滩涂承载能力较低时，利用可撤收重复使用的土工材料直接铺设在滩涂地基上对通道基础进行加强，再使用由合成材料或金属材料制造的具有一定强度和刚度的专用通道器材在经加强的地基上构筑临时通道。也可直接使用强度和刚度较高的专用通道器材在滩涂上铺设构筑通道。当一个风机点建设完毕，即可撤收向新的作业点重新构筑。以构筑I临时通道方案建设的滩涂风电场，在后期运行维护进入方式上，需要采用具有滩涂越野能力的特种车辆进入方案。

专用滩涂通道器材的通道模块由具有一定强度和刚度的箱形钢结构模块组成，模块能够纵向连接接长，横向连接加宽，可用于构筑多车道通道及软基上的工作平台。为了方便通道器材的运输及铺设作业，可将多个通道模块预先连接成通道单元。临时通道的构筑作业如图1所示，通道构筑作业从硬岸至软基滩涂进行，通道构筑由通道单元运输车辆及作业吊车配合作业，作业时根据要求对通道单元进行连接接长及横向加宽作业。

2.3 土工合成材料器材临时通道

土工合成材料具有优良的工程特性，广泛地应用于软基处理。此类通道器材是以土工合成材料专门设计制造的结构物，具有重量轻、强度高、运输铺设施工方便的特点。土工合成材料具有隔泥透水的作用，适用于在潮水浸泡的海岸滩涂及有泥、有水的软基上构筑通道。土工合成材料韧性大，经利用碳素纤维等构件加强后在软基上的承载能力大大提高，可用于构筑海岸滩涂风电场建设的重载通

道。

2.4 作业点临时施工平台方案

根据作业点滩涂的承载力的情况，利用通道器材构筑扩大的临时基础施工及风机吊装作业平台，平台与道路或临时通道相连接。

3、结语：

能源是经济发展的重要动力和基础，沿海滩涂风力发电已然成为世界各国开发研究可再生能源之一。而做好沿海滩涂风电场道路的设计与施工将为开发风能清洁可再生能源提供了必要的保障。相信在广大施工单位和技术人员的配合下，我国的沿海滩涂风电场道路定会为我国的滩涂风电资源开发保驾护航。

参考文献：

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篇5

近年来,随着社会经济的不断增长，国家对新能源的需求不断增加，2014年全国风电产业继续保持强劲增长势头，全年风电新增装机容量1981万kW，新增装机容量创历史新高，累计并网装机容量达到9637万kW,预计2020年风电规划装机容量将达到2亿kW[1]。笔者根据以往的设计经验，遵循安全可靠、技术先进、投资合理、运行高效的设计原则,总结了风电场升压站的几点优化方案,供大家参考[2]。

1工程概括

皇华某风电场工程位于山东省诸城市皇华镇东南部，风电场装机容量99MW，单台风力发电机容量1500kW。分两期建设，风电场配套建设一座110kV升压站。皇华某风电场风机单机容量1.5MW，风机出口电压为690V，每台风机配置1座35kV箱式变电站。根据风电场装机规模及接入系统电压等级，风电场输变电系统采取二级升压方式。风电场按6回集电线路考虑，每回线路分别连接9～12台风机通过架空线路接至110kV升压站35kV配电装置。升压站设1台100MVA变压器。110kV侧最终建成进线1回、出线1回，采用变压器-线路组接线，本期全部建成。35kV侧最终建成进线5～6回、出线1回，采用单母线接线。升压站生产综合楼一层设0.4kV站用电室一间，安装5个低压配电屏和一台35/0.4kV站用变压器。

2110kV升压站布置的优化设计

皇华某风电场海拔高度为130～350m，工程场区为低山丘陵地貌，升压站海拔标高140m，属暖温带大陆性季风区半湿润气候，四季分明，冷暖宜人，升压站采用GIS布置方案。原方案中升压站围墙尺寸为110m×70m，经过以下优化设计后升压站围墙尺寸为100m×62.2m，减少了征地面积，降低了工程造价。

2.1电气优化设计

为提高场地使用效益，节约用地，方便生产及运行人员生活及工作，电气优化设计应满足电气的功能和使用要求,与周围环境及建筑相协调统一。总体思路是:结合GIS电气设备布置和当地的气候条件，将生产综合楼置于升压站场区中部，无功补偿设备置于场地东侧；主要的生活及办公用房布置在生产综合楼西侧,靠近升压站大门；35kV配电装置室、站用变室、工具室等布置在综合楼一层；中控室、电子设备室布置在二层，内设高度为250mm的防静电地板；110kVGIS设备布置在中控室上方，综合楼屋顶户外布置，无需另外占用土地，也能较好地满足使用要求;主变压器紧靠生产综合楼南侧，户外布置。

2.2建筑布置优化

根据升压站工艺要求，升压站平面采用“一”字形布置，生活区和生产区相对独立，同时，将所有功能都整合在一栋建筑内。所有功能区集中设置，保证节约用地。综合楼可利用面积大，建筑体型系数小，节能效果好。其功能布局如下:平面划分为生产区、办公生活区两个部分。生产区主要包括35kV配电装置室、站用变室、电子设备室、中控室、SVG动态无功补偿装置室、主变设备、主变构架等。35kV配电装置室和站用变室设在综合楼一层，层高为4.9m；电子设备室和中控室设在综合楼二层，层高3.6m；110kVGIS设备布置在中控室和电子设备间屋顶上方。综合楼建筑总高度为9.7m,室内外高差为600mm。综合楼内各功能房间均设置两个出口，用于设备运输及人员疏散。办公区与生活区集中设置，一层设置办公室、活动室、工具室、厨房、餐厅等，二层设置会议室、办公室、宿舍、财务室、资料室等。宿舍内设置独立卫生间，活动室可为工作人员提供休闲娱乐。

2.3总图优化设计

本工程新建升压站选址于一片坡地，坡度在10%~15%，且用地面积只有6220m2。用地较经济，升压站内采取紧凑布置的总平面布置形式，在建筑物设消防环路，争取最大的可绿化面积。

3结语

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风电技术比较成熟，成本不断下降，是目前应用规模最大的新能源发电方式，遍布100多个国家和地区。发展风电已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，也是我国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。

根据全球风能理事会最新的数据， 2016年全球风电市场新增容量超过54.6GW，截至报告期末，全球累计容量达到486.7GW，其中中国2016年新增风机容量仍居首位，占全球新增装机容量的42.7%，排名第二、第三的分别为美国和德国，占全球装机的比例分别为15%和10%。

但是近几年，国内“弃风”限电现象愈演愈烈，特别是东北、华北和西北地区。2017年1月，国家能源局了《2016年风电并网运行情况》，全年“弃风”电量497亿千瓦时，超过三峡全年发电量的一半，全国平均“弃风”率达到17%。2016年，全国弃风较为严重的地区是甘肃（弃风率43%、弃风电量104亿千瓦时）、新疆（弃风率38%、弃风电量137亿千瓦时）、吉林（弃风率30%、弃风电量29亿千瓦时）、内蒙古（弃风率21%、弃风电量124亿千瓦时）。

2016年全国91%的弃风电量集中在“三北地区”，其中西北占52%，内蒙25%，东北14%，上述地区占国内风电并网容量的比例合计为56%。今年一季度全国“弃风”电量135亿千瓦时，全国平均“弃风”率16%。

其实严重“弃风”并非偶发事件，电力规划设计总院的专家表示，2011年全国“弃风”电量就已达到123亿千瓦时，“弃风”率约为16%，此后“弃风”成为能源和电力行业的心腹之疾。7年间，全国累计“弃风”电量达到1500亿千瓦时，直接经济损失800亿元以上。国外虽然也偶有“弃风”，但如此大面积、长时间的严重“弃风”，唯有国内存在。

今年2月，国家能源局了《关于2017年度风电投资监测预警结果的通知》，明确内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、甘肃、新疆（含兵团）等6省区被列为2017年风电开发建设红色预警区域，其余省区均为绿色。

根据政策，这6个红色预警省（区）不得核准建设新的风电项目，并要采取有效措施着力解决弃风问题。电网企业不得受理红色预警省区风电项目的新增并网申请（含在建、已核准和纳入规划的项目），派出机构不再对红色预警的省（区）新建风电项目发放新的发电业务许可。

另一方面，《通知》要求绿色预警的地区把握好风电项目建设的节奏，在落实消纳市场等建设条件的基础上自主确定年度建设规模和项目清单，统筹考虑建设和使用的衔接，避免出现新的限电情况。

一边是局部产能过剩，供需错配，电力体制不适应“新物种”，风电消纳受限；一边是为实现2020年和2030年非化石能源占一次能源消费比重15%和20%的目标，促进能源转型，我国必须加快推动风电等可再生能源产业发展。尴尬的风电如何走出困境？除了电力市场化改革和技术产业创新，下一个风电开发建设的风口在哪里？如何发掘风电市场新机遇？

中东部成为风电开发主战场

我国“三北”地区是风能较为丰富的地域，但是普遍存在就地消纳能力不足，风电外送渠道受阻等问题。反观中东部和南方地区，经济比较发达，能源需求旺盛，良好的消纳能力可以促进风电产业的健康和高速发展。在“三北”地区持续弃风限电的背景下，开发中东部和南方地区的低风速风电资源是必然趋势。

2016年我国风电新增装机区域继续向低风速地区转移。根据中国风能协会的数据，我国华东以及中南部等低风速地区新增装机占比继续提高。与2015年相比，华东地区占比由13%增长到20%，中南地区占比由9%增长到13%；西南地区占比维持不变。西北地区和东北地区均出现减少，其中西北地区占比由38%下降至26%，|北地区由6%下降到3%。

随着中国低风速风电技术的进步，中东部和南方第 IV 类资源区的风电已经步入规模化发展，未来低风速或超低风速风电场，将成为建设重点。

国家《风电发展“十三五”规划》（以下简称“规划”）提出，按照 “就近接入、本地消纳”的原则，在做好环境保护、水土保持和植被恢复工作的基础上，加快中东部和南方地区陆上风能资源规模化开发。结合电网布局和农村改造升级，考虑资源、土地、交通运输以及施工安装等建设条件，因地制宜推动接入低压配电网的分散式风电开发建设，推动风电与其它分布式能源融合发展。

到2020年，中东部和南方地区陆上风电新增并网装机容量4200万千瓦以上，累计并网装机容量达到7000万千瓦以上。在确保消纳的基础上，鼓励各省（区、市）进一步扩大风电发展规模，鼓励风电占比较低、运行情况良好的地区积极接受外来风电。

去年11月16日，中国国电集团所属国电联合动力技术有限公司第10000台风机――2兆瓦-121超低风速风电机组在河北保定下线。“万台设备的面世意味着一个行业的成熟”――这被业内专家看来是对中国风电发展乃至全球新能源发展具有里程碑意义的事件。

“下一步，国电集团将加大中、东、南部地区风电市场开拓力度，加快开发年平均风速低于每秒6.5米的低风速风电市场和海上风电市场。”中国国电集团党组成员、副总经理谢长军表示。

据了解，“十三五”期间，作为全球最大风电运营商的国电集团风电发展目标为每年新增300万千瓦左右，到2020年达到3800万千瓦。

海上风电迎来发展新契机

根据全球风能理事会的《全球风电统计数据 2016》显示，2016年，全球海上风电新增装机2，219MW，累计装机容量达到 14，384MW。中国2016年海上新增装机容量超越丹麦，跻身全球前三。

与陆上风电相比，海上风电具有风力资源丰富、不占用土地、发电利用小时数高、适宜大规模开发等诸多优势。在煤炭、石油、光伏，以及陆上风电等一次能源出现过剩的情况下，海上风电成为我国“十三五”新能源发展重点，发展速度明显加快，正从“项目示范”向“积极稳妥推进”阶段转折。

中国风能协会的数据显示，2016年我国海上风电新增装机154台，新增装机容量为59万千瓦，超过“十二五”时期任何一年，同比增长64%；截至2016年底，我国海上风电累计装机容量达到163万千瓦。

按照规划提出的总量目标，到2020年底，风电累计并网装机容量确保达到2.1亿千瓦以上，其中海上风电并网装机容量要达到500 万千瓦以上；风电年发电量确保达到4200亿千瓦时，约占全国总发电量的6%。

规划指出，重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设，到2020年四省海上风电开工建设规模均达到百万千瓦以上。积极推动天津、河北、上海、海南等省（市）的风电建设。探索性推进辽宁、山东、广西等省（ 区）的海上风电项目。到2020年，全国海上风电开工建设规模达到1000万千瓦。

广东省一方面是能源需求大省，另一方面坐拥丰富的风力资源，在发展风电方面热情高涨。就在广东省的陆上风电发展如火如荼之际，优越的环境条件也带动了海上风电产业的崛起。广东省能源局新能源处有关负责人就曾表示，“广东省近海海上风电资源丰富，仅5米-30米水深的近海浅水范围的海上风电可开发资源，就有1071万千瓦的装机容量，年发电量近290亿千瓦时”。于是乎，广东省的新能源开发又有了新领域。

2016年9月，广东省首个海上风电试点工程“珠海桂山海上风电场示范项目”正式开工，也标志着该省海上风电项目开发翻开了新的篇章。该项目建设规模达到了120兆瓦，总投资26.83亿元，预计今年12月全部建成投产。届时，该风电场每年大约可发电2.66亿千瓦时。截至目前，东澳岛和桂山岛海岛智能电网已基本建成，在不久的将来，万山岛、东澳岛、桂山岛三个岛屿的电网也将与珠海陆上主电网连接起来，实现海岛联网供电。除了珠海桂山海上风电场，广东韶关南雄犁牛坪风电场25台2兆瓦风机2016年12月已经全部实现并网发电。这个总投资4.5亿元的海上风电项目今年第一季度数据监测显示，其累计发电共计4000万千瓦时。

据了解，国家电投在揭阳市的能源布局也新增了海上风电项目建设，项目计划投资150亿元。国家电投前詹港电公司副总经理陈旭东介B说，风电项目已经与市政府签订了有关合作协议，计划于2019年底前陆续投产。此外，惠州市也开始重视海上风电建设，近日的《惠州市能源发展“十三五”规划》中就明确指出，该市将打造沿海风电带，启动港口海上风电建设，走规模化发展道路。

近日，唐山市乐亭菩提岛海上风电场300兆瓦示范工程风机基础土建施工正式开始，标志着我国北方首个海上风电项目主体工程顺利实现开工，也标志着河北将迎来“海上风电时代”。

该工程装机容量为300兆瓦，选用了75台4兆瓦海上风电机组，叶轮直径为130米，采用海底电缆接入陆上电网。工程动态投资约56亿元，设计年上网电量为7.6亿千瓦时。与相同发电量的火电项目相比，该项目每年可节约标煤约24.4万吨，减少二氧化硫排放4202.47吨、一氧化碳排放56.9吨、二氧化碳排放62.57万吨，节约用水22.5万吨。该项目的建设，将对河北省增加可再生能源比例、改善能源结构、缓解环境压力发挥重要的示范作用。

不过，业内人士指出，能否把海上风电开发成本降低到市场可以承受的程度，是实现“十三五”规划目标的关键。

由于海上风电环境特殊，对于风电机组、输变电设施、运行维护都有特殊要求，而且起步又比较晚，自主设计能力相对较弱，大直径单桩设计缺少数据支撑、打桩分析过分依赖国外单一软件、嵌岩技术滞后等诸多问题，导致中国海上风电无论风机设备还是运维成本都要高于陆上价格。

据彭博财经数据统计，中国现有大部分海上风电项目的度电成本约为0.98―1.41元/千瓦时，远高于煤电、气电和陆上风电的度电成本，也高于国家发改委规定的海上风电上网电价。

对此，上海东海风电场场长荣立人曾指出，“海上风电的建设成本通常是陆上的两倍以上。以上海东海大桥风电场为例，仅一期投资额为23亿元，共34台3兆瓦机组，平均每台投资额逾6000万元。五年质保期满后，运行维护的年费大概是设备价格的1%左右。”

而在国网能源研究院新能源研究所所长李琼慧看来，随着海上风电项目逐步向更远的外海转移以及选址的复杂性，海上风电项目的初始投资成本将进一步提高。

中国海上风电行业缺乏协同也是成本居高不下的一个主要原因。负责三峡集团海上风电技术的专业总工程师翟恩地博士认为，中国海上风电产业链中的开发商、整机厂、设计院、施工单位各自分段独立扮演角色，相互交流不充分，可能造成设计中载荷重复计算、安全系数冗余，且各方从维护自己利益的角度考虑问题，各个环节都存在增加投资成本的可能。

另一方面，项目审批难也导致了海上风电项目进展缓慢。与陆地风电通常建设在人烟稀少的丘陵地带不同，海上风电常建于潮间带和近海，海洋、海事、环保等众多部门均对此有不同程度的管辖权，现在还没有一个十分规范的审批流程和规范。

风电后服务市场异军突起

随着近年来国内风电装机容量的快速增长，风电运行维护市场需求越来越大。市场上每年都有数万台风机临近质保期，而且早期安装的风电机组经过多年运行，故障率相对较高，这些机组的运行维护问题正在推向市场，业主、风电整机厂商、第三方运维企业均在参与运维服务市场竞争。三足鼎立的运维格局下，未来风电整机制造商将占据高端运维市场，最具发展潜力。

根据彭博新能源财经的研究报告预计，到2022年，中国风电场运维费用将增至30亿美元/每年，2015～2022 年间，中国风电场运维支出总计或达160亿美元。发展前景广阔。

金风科技是国内最早和目前规模最大的风电技术设备研发和制造企业。根据中国风能协会统计数据，金风科技2016年度国内新增装机超过6.34GW，市场占有率27.1%，连续六年国扰琶第一。根据彭博新能源财经的2016年全球风电整机制造商市场份额报告，金风科技排名全球第三。截至2016年底，金风科技全球累计装机超过38GW，其中中国累计装机超过37GW、共25258台，国际累计装机超过1GW、共604台。

面对风电行业的发展趋势和竞争格局，金风科技加快向更具发展增值空间的成熟风电价值链环节渗透，为客户提供包括风电装备制造、智慧能源服务、清洁电力等在内的风电整体解决方案。去年金风科技推出了风电全生命周期整体解决方案及相关创新产品，包括EPC整体解决方案、新型钢混式风电塔架产品、数字化运维解决方案等。

金风科技EPC建设模式通过专业化管理，辅以创新的产品、技术以及融资方案，可实现电力建设投资控制的最小化和质量控制的最大化，成为众多客户的首选；公司力推的新型钢混式风电塔架，不仅在防水、降噪、运输等方面具有明显优势，同时有助于降低成本，提升项目经济性。

金风智慧运维解决方案GW SES A Series于2016年8月正式，包含SES A100-600共计6种可拆解、可定制的服务组合，包括智慧后台、联合运维、智慧运维、无忧保障、发电量担保及客户定制，能够为客户提供灵活、专业、高效的定制化服务。

同时，公司推出GO PLUS风电场移动运维平台，方便运营管理者、现场运维工程师实时获取风机运行数据、气象数据、预警及KPI指标完成情况反馈等，有助于将金风的后台专家与运营管理者、现场运维工程师紧密联系在一起，第一时间获取各项资源的支持并获得运行效果分析，提升机组运行水平。

截止到2016年末，金风科技运维服务团队为全球超过2.5万台机组、700多个风电场提供建设、运维等服务和技术支持，17000余台机组接入金风科技全球监控中心，其中国际项目包括美国、澳洲、泰国、罗马尼亚、厄瓜多尔及巴基斯坦共计502台机组。全年实现风电服务收入124，908.08万元。

公司全资子公司北京天源科创风电技术有限公司申报的“智能化风电场群运行监控系统产业化项目”被列入2015年度国家火炬计划项目，并确定为产业化示范项目，也是风电运维行业唯一入围项目。

未来，技术领先、服务完备的企业在行业竞争中的优势则更为突出，风电整机制造企业的市场份额渐趋于集中，行业集中度将进一步提高。根据可再生能源学会风能专业委员会统计数据，排名前五的风电机组制造企业市场份额已由2013年的54.1%增加至2016年的60.1%。

客户需求的不断变化对于行业竞争的模式也产生一定的影响。客户由质量、价格等单一机组需求向项目资源、风资源预测、全寿命周期资产增值管理服务、风电场整体解决方案转变，行业的竞争方式也由单一产品的竞争向综合能力竞争转变。

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【关键词】：弃风对策管理技术

中图分类号：D912.6文献标识码： A

【引言】：风能作为可再生清洁能源在国内得到了突飞猛进的发展，全国风电装机容量逐年快速递增。然而与风电快速发展相伴随，各别地区出现风电消纳困难的状况，限电弃风越发频现。在考虑市场消纳能力和确保电网安全运行的前提下，科学安排风电资源开发时序及建设进度，风电项目开发与电网工程同步规划、同步核准、加以改进生产。本文主要以弃风现象在风电资源存在的普遍问题为例，简要分析了弃风现象产生的主要原因，并对各种应对措施进行了探讨，以便寻求最佳的解决之道。

一.弃风原因及分析

电能供给与需求的不平衡，是导致弃风的最主要原因。以河北红松风力发电为例从局部和整体的不同视角来分析电能供给与需求的不平衡问题。适度弃风有利于我国风电的发展风电的出力特性决定了风电机组达到满出力的时间很短，且风电多具有低谷时段反调峰特性，因此负荷低谷时段适度弃风不仅能够提高电网接纳风电并网能力也能够减少常规火电降出力运行的压力，提高整个电力系统运行的经济性。有研究报告表明，低谷风电弃风百分之三到百分之五，可增加到百分之三十到百分之五十的风电并网容量的。

例如：据风电能源发展总体的规划，结合区域风电资源的实际情况，来综合考虑区域及省（区）电网消纳风电能力、负荷特性、电网及其他电源规划，合理制定出统一的风电规划。坚持电网规划与风电资源的发展规划相结合原则，高度重视配套电网规划和论证，保证风电资源送出和消纳。坚持集中开发与分布式发展相结合，在开发建设大型风电基地的同时，积极建设中小型风电项目接入配电网就地消纳。完善和落实风电基地跨省区输电规划方案及调频调峰电源配套方案与风电基地同步建设；加快风电项目、输电工程的配套核准建设；

加快风电富集地区送出通道建设，改善现有网架结构，加强省间、区域间的电网联络线建设，提高电网输送能力和消纳能力。

二.建立起合理弃风政策与管理机制

充分利用经济激励机制制定灵活的低谷电价，例如：一些风电大国为了减少弃风现象，甚至采取了低谷风电负电价交易制度，降低低谷风电电价是减少低谷风电弃风现象的最有效途径之一。将允许合理弃风作为风电并网的前提条件。又如：一些地区受到电网接纳能力的限制在该地区输电设施升级完成之前，都要接受风电场有功功率的管理。根据风电场技术性能实行差异化弃风管理，具根据并入同一电网的不同风电场出力的随机性、波动性的特点，研究其出力规律加强风功率预测，从而实行差异化的弃风策略，尽可能做到因地制宜，合理弃风，改善弃风，使用电网内的风电场综合出力最大。

减少弃风的对策机制要提高综合规划和管理水平，当前要改善我国风电限电弃风的现状，风电项目与电网项目审批脱节，从扩大风电消纳范围来看风电基地消纳方向不明确，风电开发规划与电网规划不协调等特殊原因，那就要加强风电规划与电网规划工作的相互协调，扩大风电消纳范围，加强跨区跨省电网互联，风电基地要明确风电消纳市场，明确的配套电网送出方案，制定风电场的建设、运行配套的相关规范、标准、严格的风电并网准入制度，淘汰技术落后的风电机组保证并网机组运行的稳定性和电网的安全性。

三.风电发展政策的改革方向

部分地区政府还制定了一些与风电发展相关的规划、方针。然而，这些法律法规尚在完善中，或者并不完全适应风电与电力市场的发展，还需在以下方面进一步改进。

(1)完善风电发展规划。2010年底我国风电装机容量比“十一五”规划水平高出7倍以上，落后的发展规划使得相应的并网投资滞后，继而造成风电难以并网。因此，风电发展规划亟待完善。

(2)允许电网合理弃风。风力发电具有间歇性，为了保障风电并网后电力系统的稳定性，电网必须为风电提供备用容量，而在高负荷时段系统勉强接受风电将给系统安全带来隐患。因此，应给予电力公司一定范围的决定权，允许其在特定情况下弃风。

(3)强化风电基础研发。相关法律法规的制定与完善应更多考虑基础研发的因素，可再生能源基金的管理应加大向基础研发的投入，摒弃粗犷式的数量增长，优先纵深风电基础研究，包括风速预测、关键零部件、大型风电装机、海上风机的研发等。

(4)优化风电发展模式。很多传统风电强国的风电效率显著优于我国，除了其技术的先进，很重要的因素在于其风电分布规划合理性。我国风电更倾向于建设大规模风电场，像这样的风电项目在带来规模效益的同时也增加了风力发电的不确定性，增加电网消纳风电的难度。

四.有效合理的建设长距离送电通道输出风电是解决弃风的根本途径

弃风现象在风电资源存在问题并非如此悲观，只要把几大风电基地的电送入大电网，难题便迎刃而解，但是就涉及通道问题。其实今天弃风的真正原因还是送出通道建设滞后了。长时间以来，我国的电力建设就存在“重发轻送不管用”的缺点，如今这一缺点又带到了风电等新能源领域，即重视风电场的建设，轻视送出通道的建设。因此，一定要加快电网建设步伐，把北部风电基地的电长距离输送到沿海电力负荷中心区，弃风现象就能根本的得到解决了，电网要解决的问题就两个字：平衡。用多少，发多少，生产和消费一次性实现，因为电无法库存。如果风电基地的电就地无法平衡，只有两条路，要么弃风，要么送到需要的地方，绝无第三条路可实行。而且新能源和火电不同，假如说建设坑口电站送电和运煤到负荷区建设电场还可以争论哪种方式好的话，风电、太阳能则连争论的余地都没有，因为我们没有办法运输风和阳光。因此加快建设长距离的特高压送电通道是解决风电弃风问题的最重要手段。”

根据风电场技术性能,实行差异化弃风管理风电场技术性能不同，系统友好性也就存在差异。当出现电网阻塞需要弃风时，调节性能差的风电场的弃风电量要高于其应承担的份额。如ERCOT通过调整分时发电限制来弥补快速响应风场在先前的调度中快速弃风带来的发电损失。通过负电价引导风电场自愿弃风在电力市场成熟的国家或地区，实时电价信号可以对发电商发挥重要的引导作用。例：假设发电商继续发电上网，那么就需要向电网支付费用，用户将获得用电收益。对于风电而言，假设政府补贴不足以抵消负电价，那么风电场业主会倾向于采取主动弃风行为。将系统备用容量与风电弃风挂钩一些电网运营商已经把备用电源的情况和弃风联系到了一起。当备用电源的使用达到了一定程度，风电需应要求弃发一定比例，降低发电出力。

【结束语】：弃风现象在风电资源存在普遍的解决问题，既要积极与电网企业衔接，又要加强风电并网消纳。在风电项目前期工作阶段，即主动与电网企业进行衔接，协助研究提出切实可行的发电项目送出和消纳方案。同时，做好风电并网运行相关工作，确保安全稳定运行。不断优化改进所属风电项目的设计、建设与运行，配合做好风电并网后的低电压穿越、电能质量提升和风电功率预测工作。加强风电安全工作的全过程管理，提升风电并网运行安全性、可靠性。

【参考文献】

周建华，于嘉彦.《含风电场电力系统调峰对策综述》[J]电网与清洁能源2010.2（6）：1-4

【2】汪宁渤.《风电发展原因分析及应对措施研究》.中国能源.2010.3

【3】段长刚，张宁.《大规模风电场接入对电力系统调峰的影响》[J]电网技术.2010.34（1）152-158

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风电具有可再生、无污染、能量大的特点，备受能源界关注。去年风电的投资规模首度超过火电，同时成为继火电、水电之后的中国第三大主力电源。然而，风电产业发展并非一帆风顺，并网难、成本和发电效率受自然因素影响严重等问题一直困扰着风电项目开发者。但是，互联网技术和大数据踏着七彩祥云来解救风电君啦！(期待脸)现代的风电机飞天遁地，玩转大数据，穿越互联网，利用一切手段尽可能地节能、智能，连互联网公司都来抢风机制造商的生意，刀刀见血地杀向发电成本~今天无所不能(caixinenergy)向大家介绍几项酷炫风机技术。

Google X |飞天发电机，要不要这么拼？

用Google X实验室负责人Astro Teller的话说，他们专门解决人类无法解决的问题。这个自称为“登月工厂”的秘密实验室每年至少使用谷歌70亿美金的收益，持续不断地开发未来科技。2013年，他们收购了风力发电创业公司Makani宣布涉足风电，开始制造发电风筝。如今这一脑洞大开的设想将在今年4月迎来正式上线的日子。

Google X的Makani风机

这个名为“Makani”的风力涡轮机看起来就像一架风筝飞在空中，通过高强超轻碳纤维绳索系在地面塔台上。每架风筝约25.6米长，配有8个螺旋桨，发电容量为600 kW。当风筝飞上空中后，会以在空中绕大圆圈的形式来推动风力涡轮发电，风筝最高可上升至约426米的高度。

这个大风筝具体是如何发电的呢？风筝风电机主要靠带动风力涡轮机叶片来产生电力，地面的固定台利用类似于直升机螺旋桨的水平推动器放飞风筝风电机。当风筝飞到有稳定风速的海拔高度，风筝开始进行大直径的盘旋。空气流动通过风力涡轮机叶片使之旋转产生电力，然后通过绳索传送到地面的固定台及相连的电网。

Google X的Makani风机

风机要飞上天去发电，为什么要这么拼？Google X实验室负责人Astro Teller表示，高海拔地区发展风力发电的条件最佳，因地表高度增加，气流较稳定且风速也大，发电效果也较好，但一般固定式风机很难在高海拔地区建置，“发电风筝”也就成为另一个选项。不仅如此，迎风发电的Makani可以随着风向选择最合适的角度捕捉风能，为了发电而成为追风(筝)的发电机也是醉了。

传统风机与发电风筝的产电量对比

据Makani+Google官网信息显示，与传统风机相比，发电风筝的制作成本大幅降低，所需材料仅为传统风机的10%。不仅如此，若依照美国环境条件判断，每个发电风筝所产生的能量比传统风机还多50%。

发电风筝的构造、材料情况

那么今年4月份的这次飞行是否会成功呢？Astro Teller在SXSW大会上说，Google X成功的秘诀是失败很快。然而到目前为止，26英尺长的原形风筝风电机测运行还没有出现过一次失败。这对于Teller来说有喜有忧，喜的是这项技术一旦商业化便能促进清洁能源的使用，是一次革命性的科技突破；忧的是成功意味着他们还没有把现在拥有的技术做到极致。

此次Google X风筝风电机成功与否关乎是否能够突破目前高空风电机所遇到的技术难题。譬如风筝同时作为风能采集器和保持系统稳定的平衡器是否能保持其持续性和稳定性；空中风电如何应对恶劣的天气，如何进行有效的回收，如何防止地面塔台因被牵引的雷电而毁坏。

不管结果如何，相信Google X的这一项发明必定会在风能行业掀起一阵新热潮，在光能已经近乎饱和的现有状态下开拓新的商业市场，改变现有的供电模式，带来一场清洁能源的改革。

(本段图片均来自Google公司官网)

GE |会“对话”的风机与工业互联网擦出火花

今年年初，中国风电市场有史以来最大一笔订单惊呆了诸位业内小伙伴，云南天峰山龙泉风电场项目订购GE公司55组2.75-120低风速智慧型风机，总装机容量为151MW。

传说中的GE2.75-120低风速智慧型风机

实际上，云南不是风能资源大省，但是中国高风速地区弃风限电等情况尚难以解决，政府鼓励风电开发商将重点放在云南、广东等距离用电负荷中心近的低风速地区。在云南这样的一些“空气稀、海拔高、风速低”地区建设风电场，如何才能不赔钱...臣妾真是做不到啊...

但是！风电机发出的不仅仅是电力，还有海量的数据：风电机组的发电指标、收集叶片温度和振动数据、风机所在地的气象资料等等。如何将这些收集来的数据与风机之间产生及时互动成为节省成本的关键，庞大的风电场发电集群，更需要“协同作战”的能力，嗒哒，智能风机闪亮登场惹。(☄ω)☄问题是，它如何智能？

法宝一·智能风机会对话。低风速智慧型风机可以通过大数据和工业互联网的应用让风电场实现三个层面的交流。1.风机上安装的传感器与风机控制系统的对话；2.风机和风电场控制中心的对话；3.风机与风机之间的对话。

整个风场的智能控制，通过风况预测、风机之间的对话，提供更为高效的精确测算和运营维护，提升了设备运行稳定度和发电效率。这一款GE的风机还可以在保证可靠性和安全性的前提下选择升级整场发电量的PowerUp技术。

GE 2.5-103位于罗马尼亚的风电场

法宝二·风机遇上工业互联网。说到Power Up技术就不得不提工业互联网了。2015年，GE的工业互联网产品Predix将面向所有公司开放，这是一个负责将各种工业资产设备和供应商相互连接并接入云端，并提供资产性能管理(APM)和运营优化服务的软件平台。

目前，GE每天监测和分析来自1000万个传感器的5000万项元数据，这些数据涉及资产价值达到万亿美元。基于Predix平台的APM可以帮助客户将海量数据转化为准确的决策，及时、主动地确保资产安全、帮助设备更好地运行、消耗更少的燃料、更高效地部署服务，并且最大限度地减少意外停机时间。

PowerUp正是GE的工业互联网技术在风机上的一个软件应用，它赋予了风机风力感知能力，帮助风电场实现实时的自我调节，以达到最佳运行状态。能够实时调整例如速度、扭矩、间距、空气动力学和风机控制等因素。除提高效率并减少计划外停机，该技术还大幅提升了性能——即发电能力提高了5%，相当于每个风机的利润增加20%。

图示PowerUp如何协作风机运转的工作流程

【小案例】以德国大型电力企业意昂集团的数据为例，283台风机通过配备GE的智能风驱软件(Wind PowerUp)增加了4%的输出电量。若考虑到环境和场地条件的影响，这一自定义软件平台可将风电场的输出电量增加5%，这相当于每年增加40千兆瓦的发电量，足以提供大约4000个美国家庭一年的用电。PS.下图为无所不能(caixinenergy)小编查找资料偶然发现的超美风机构造图，双手奉上。

(本段图片均来自GE公司官网)

IBM |“大数据”预测风电和太阳能

IBM一直以数据处理见长。法宝一·HyRef解决方案|这个名为“混合可再生能源预测”(HyRef)的解决方案，可以利用天气建模能力、先进的云成像技术和天空摄像头、接近实时的跟踪云的移动、并且通过风力涡轮机上的传感器监测风速、温度和方向。此外，HyRef可以通过整合这些当地的天气预报情况，预测每个单独的风力涡轮机的性能，进而估算可产生的发电量。

图示Hybrid在自然环境与风机起协调作用

法宝二·Firestorm超级计算机。据了解，IBM还与丹麦维斯塔斯公司与合作开发了Firestorm超级计算机，用于进行风电数据的计算和分析，可以帮助风电投资者更高效的选择风电场场址，还可以精确告诉投资者，应该如何设计风场，在某一点应该采用哪种类型的风机更合适。

IBM+维斯塔斯超级计算机的机房(图片来源：网络)

法宝三·IBM与气象预测。就在上个月末，IBM宣布与天气预测公司The Weather Company展开合作，为企业提供实时天气分析信息，帮助企业灵活决策。根据协议，The Weather Company旗下子公司WSI将会把大部分天气数据服务转移到IBM的云服务中，这包括超过10万个信息收集传感器、飞行器和无人机，以及数百万部智能手机，而这些数量庞大的数据服务每天可支持260多亿气象预测。

IBM认为，分析天气数据和能源消费情况可以帮助我们节省能源。许多能源公司和公共事业单位认为70%的大停电是由天气情况引起的。

法宝四·IBM进军物联网市场(少不了纳入电网和其他能源设施)。同时，IBM还宣布成立物联网事业部，并计划在未来四年内投资30亿美元进军物联网市场。物联网事业部其实是IBM“智慧地球”概念的延伸。早在2008年11月，IBM的CEO彭明盛就提出“智慧地球”的概念，即利用传感器将电网、交通设施(铁路、公路、桥梁、隧道)供水系统、油气管道等普遍连接，形成所谓的“物联网”，再与现有的互联网相结合，实现人类社会与物理系统的整合。虽然，IBM是在布局比风能数据监测更大的图景，但由此可以看出，数据分析处理在未来给工业生产和人类生活带来的无限可能不可小觑。

IBM与斯洛伐克电力公司合作开发智能公路，解决维也纳与伯拉第斯拉瓦电动汽车高速公路充电问题(本段图片除特殊标注均来自IBM公司)

Altaeros Energies|热气球一样的风力发电机

虽然，这款风机称不上智能风机，外形看起来也有些蠢萌(｡･ω･｡)，但是千万不要怀疑它的发电能力——高空风力大，其产生电能是在常规高度发电的两倍，说不定也是下一代风力发电的发展方向。

这款名为飘浮式涡轮风力发电机(Buoyant Airborne Turbine，BAT)是由麻省理工学院下属的清洁能源公司Altaeros Energies研发制造。它是一艘充满氢气的小型中空飞艇，其中心装有一个巨大的风力涡轮机，能漂浮在304米的空中迎风发电，并将能量传输回地面。

萌萌的BAT君不怕暴雨也不会影响鸟类和飞机飞行。BAT的工程师将BAT设定为在遭遇时速100英里的大风和强降雨时自主停靠其地面站点，待暴雨结束后继续产生电力。BAT的飞行高度被限制在600米以内，外壳还装有轻便指示灯和一盏夜间警示灯以提醒附近的飞机。

BAT身上除了装了一个巨大的风机还有富余的载荷能力，能搭载手机天线、VHFUHF对讲机天线、无线互联网、视频和红外摄像机、气象设备等额外系统。

BAT还有一个巨大的优点就是“能干活，不能吃饭”。风力发电的第二大成本就是运输安装，而运输BAT君无需大型起重机、塔吊或受限制的地面风电项目的基础设施，比传统风机节省了90%的安装和运输成本。更可怕的是，它产生的能量还是同类等级塔上架设的风力涡轮机的两倍。传统风电机们，颤抖吧！

(本段图片来自altaerosenergies公司官网，视频来自机械美学)

篇9

6月中旬是海上风电施工建设的有利时机。在如东的东凌沿海，江苏海力风电设备科技有限公司（下称海力风电）所属的70亩专用码头上，工人们正在对一个海上风机单桩做除锌；码头上还满当当地放着已经施工完成的其他海上风电装备。在潮水涨起来的时候，完工的装备就可以直接通过船舶运送到相应的海上风机所在地。这个码头目前处于超负荷运转的状态，海力风电已决定在如东的另一个港口，新建一个更大的码头暨生产基地。

离东凌码头20多公里，坐落着海力风电25000平方米的厂房。厂房的旁边，另一个面积略小的新厂房正在施工建设中。待厂房建设完毕，海力风电的产能就会进一步扩大。

创办于2009年8月的海力风电，现已成为中国最大的海上风机塔架和海上风机基础导管架承载平台制造商。面对未来，海力风电的上上下下都卯足了劲――扩建厂房、兴建码头和基地，只待海上风电的大爆发。

“前几年赚的钱几乎都拿来扩大生产了，希望海上风电产业能够快速发展起来。”海力风电董事长许世俊在匆忙赶会的途中对《能源》杂志记者意味深长地说。

尽管十二五时期海上风电装机量只完成了不足两成的目标，但这完全没有影响业界对海上风电十三五实现快速增长的信心。相反，几乎大家都认为，过去的缓慢发展已经为未来的大发展做好了充分的准备，海上风电已成为能源产业的投资风口。

但从现实来看，海上风电的政策法规以及相关标准等上层建筑远未完善，个中缺失和漏洞何时补齐并没有时间表；技术产能以及配套设施等经济基础亦是薄弱，海上风电产业链仍然是一个尚未强健的弱者。

这些都构成了海上风电投资风口之下涌动的暗流。如何看清暗流、避开暗流成为当前必须重视的问题。这些也都是海上风电爆发前必须解决的问题。

在《能源》杂志主办的2016能源中国行寻找风能的洁净世界暨“迎增长”海上风电发展与投资研讨会上，海上风电的各界人士对此都提出了各自的看法；同时，我们还调研了海上风电产业的多方代表。至此，一个更加清晰的海上风电产业图景呈现在了我们面前。

爆发的新“风口”

或许还没来得及对未完成的十二五目标扼腕，海上风电产业就已快速进入了被照耀得光芒万丈的十三五。

从东海大桥海上风电项目核准建设至今，我国海上风电的诞生至今历时8年。到2015年底，全国海上风电并网容量仅75万千瓦，没有实现十二五规划目标。

海上风电过去几年的慢速发展，仿佛使得大家都憋着一口气――未来要加快发展。 2015年底，国家能源局的《全国海上风电开发建设方案（2014―2016）》中，44个海上风电项目被列入建设方案，总容量超过1000万千瓦。另据业内人士透露，正在编制的“十三五”规划初步提出，海上风电发展目标是到2020年开工建设1000―1500万千瓦。在庞大的规划数字下，无论是业主，还是设备制造企业，都不约而同地制定了远超过去的发展目标。

海上风电资源丰富、不占用土地、靠近电力负荷中心，兼具多重优势。在煤炭、石油、光伏，以及陆上风电等一次能源出现过剩的情况下，海上风电犹如一个尚未开掘的宝藏，成为能源产业投资新“风口”。

近段时间以来的各种场合和相关活动里，海上风电“蓄势待发”、“春天来临”、“迎来拐点”、“飞跃式进步”等词汇高频率出现。“我们去年的订单就开始有较大增加。”某家海上风电零部件生产企业的销售人员愉快地说，“现在全国各地都有我跑不过来的活动和市场。”

根据国家可再生能源中心的统计，2015年，我国新核准海上风容量约201万kW，新增装机容量约30万kW。可见，新增装机的速度已在加快。

作为最大的风电运营商，国电集团将海上风电作为了未来发展的重点。国电集团公司副总经理谢长军近日透露说，国电集团已明确了以“上山、下海、进军低风速”为核心的战略转型，加大经济发达、送出条件好、消纳能力强、电价水平高的中、东、南部地区风电市场开拓力度，加快开发海上风电市场。未来五年，国电集团将新增200万千瓦海上风电项目。

曾经吃到了中国海上风电“第一个螃蟹”的华锐风电，现已将触角从近海延伸至了深海。华锐风电总裁徐东福在寻找“最美风电场”的活动中表示，中国海上风电经过多年的沉淀和积累，蓄势待发的机会即将来临。华锐风电正在探索离岸型、漂浮式、深海海上风电机组。

除了整机商，以海力风电为代表的制造企业，也已开始厉兵秣马。这几年来，海上风机设备占海力风电集团全部收入的比重逐年提高，预计很快将超过其陆上风机设备的销售收入。此外，海力风电还有延伸产业链的计划，试图在十三五期间能够找到合适的风资源，自己成为海上风电的运营商。显然，海上风电将成为海力集团未来发展的重点。

“增加产量、降低价格，才会有竞争力。”海力风电董事长许世俊说，“我们计划用两年到三年的时间在小洋口港区新建一个深水港码头，通过扩大生产和提高运输的能力，形成一个在行业内具有重大影响力的海上风电场产业链基地；我们要在现有生产能力的基础上，扩大风电配套产品的种类，力争使海力集团成为全国最大的海上风电场风机配套设备制造商。”

这些企业的情况都并不是个例，十三五期间的发展重点从陆上转向海上是风电产业界普遍的战略。而从海上风电的地域分布来看，江苏占据最主要的位置。截至2015年底，江苏省核准的海上风电电项目占我国海上风电核准总容量的64%，其中，如东是江苏建设海上风电的大本营。

截止到去年年底，如东的近海和潮间带的海上风电装机是60万千瓦。如东县能源局局长张俊对《能源》杂志记者说，如东潮间带的风电已经基本开发完毕，一些项目正在向近海10米水深进行开发。南通市的十三五规划已有初步方案，计划十三五期间， 如东暨整个南通地区的海上风电规划总量为160-170万千瓦的规模。目前，这一方案正在征求社会各界意见。

在江苏之后，福建省则是海上风电发展的后起之秀，该省也对海上风电发展寄予厚望。福建省“十三五”规划纲要中提出，要积极推进一批海上风电项目建设，力争到2020年全省风电装机规模比2015年翻一番。

不过，即使是全力推动海上风电发展的业内人士，也有不少对受到热捧的海上风电可持续发展存在着忧虑。一位运营商的管理层人员谨慎地说，各地明确规划的海上风电项目中有很多的前期工作都还存在不确定性。“十三五”期间想要实现这些项目的全部落地存在很大的困难，建议有关部门要尽早出台后续项目规划。

高成本硬伤

投资风口之下，是海上风电项目成本几乎倒挂的事实。从业者们心里清楚，如何降低成本是摆在面前必须迈过的一道坎，否则所有的投资都将没有意义。

国家发展改革委2014年6月印发的《关于海上风电上网电价政策的通知》（发改价格〔2014〕1216号），为海上风电上网电价定下了基调。该通知规定：2017年以前（不含2017年）投运的近海海上风电项目上网电价为0.85元/kWh，潮间带风电项目上网电价为0.75元/kWh。

但在这样的上网电价水平上，如果没有地方的配套支持政策，海上风电项目的收益水平难以保证。

由于海上环境的特殊性，海上风电主机设备价格更高，单桩、导管架等风机基础施工程序复杂，还需采购配备施工船舶、打桩锤等专业装备，这些因素导致了海上风电建设成本远高于陆上风电。以龙源如东海上风电场为例，潮间带风电场每千瓦造价是同区域陆上风电的2倍，近海风电造价更高。

据国网能源研究院统计，海上风电的平均投资成本约为陆上风电的2.8倍。2015年，中国海上风电的平均投资成本约为2400美元/千瓦（折合人民币14743元/千瓦）。另据彭博财经数据统计，中国现有大部分海上风电项目的度电成本约为0.16-0.23美元/千瓦时（折合人民币0.98-1.41元/千瓦时），远高于煤电、气电和陆上风电的度电成本。也高于国家发改委规定的海上风电上网电价。

“随着海上风电项目逐步向更远的外海转移以及选址的复杂性，海上风电项目的初始投资成本将进一步提高。”国网能源研究院新能源研究所所长李琼慧说。

成本提高的同时，上网电价并没有相应提高的趋势。国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山近日透露，海上风电的电价政策是明确的，再提高电价不大可能。从目前来看，十三五期间保持电价水平不变是合理的。

既然上网电价难有提高的空间，海上风电自身降低成本则成为唯一的出路。业内达成共识的是：技术创新带来的主机设备价格下降和施工成本下降将是海上风电降低成本的主要空间。

龙源江苏海上风电有限公司党委书记高宏飙在福建和江苏的海上风电项目均有丰富的经验。对于如何降低成本，他建议说，设备制造商应持续改善风机设计，做到所有重要零部件都能国产化，降低生产成本；对于海上风电开发商，建议持续强化施工技术创新，自主研发和引进更高效的专业施工装备，根据不同海域的海况、地址条件差异，选择适合的基础形式和施工工艺，降低施工成本。

必维新能源部经理田磊接受《能源》杂志采访时则表示，随着技术的发展和经验的积累，中国海上风电现在已经有很多降低成本、优化投资的空间，比如基础和安装方面，可采取更优化的方案和设备配置来降低成本。而施工、安装成本在海上风电项目建设总成本中占比超过40%，如能较大幅度的降低施工、安装成本，项目投资也就会有可观的下降。

另一方面，以大数据分析、物联网技术为代表的信息科技与海上风电的结合也是降低其成本的一条路径。“IT技术在降低海上风电项目全生命周期的成本方面是可以发挥作用的。”IBM大中华区能源与电力行业总经理余红光对《能源》杂志记者说，“我们正在和一家海上风电运营商合作，整合其风机选址、运维的各项数据，包括气象数据等，使之做到风机数字化，实现物理世界和虚拟世界的融合，以提高风机的出力。”

但不容乐观的是，降低成本的过程可能并不会很快，未来十年的海上风电发展或许都将离不开补贴。按照目前的情况，有机构预计到2030年，海上风电才将普遍实现平价上网，度电成本比目前下降40%左右，达到约0.6元/千瓦时，开始具备较强的市场竞争力。

缺失的法规标准

如果说海上风电降低成本的路径还算比较清晰的话，如何完善相关的法律法规以及行业标准规范，则是一项繁杂得多的工作，同时也是一项影响海上风电未来发展的关键因素。

海上风电前置审批手续复杂，涉及能源、海洋、海事、环保、军事等多个管理部门，目前仅苏北海上风电建设纳入全国海洋主体功能区规划，海域利用等问题沟通协调难度较大。

“现在还没有一个十分规范的审批流程和规范，拿到项目的海上风电运营商可以说都是各显神通，通过各种手段才拿到的。”说起海上风电的审批，一位地方政府的官员无奈地说道。

在海上风电开发前期，需要开展工程用海预审、海洋环境影响评价、海缆路由调查、接入系统设计、通航安全评估等多个专题报告，不仅涉及发改委、能源局，还涉及到海洋、渔业、环保、军事等多个部门。尽管国家能源局会同国家海洋局制定了支持海上风电发展的有关管理制度和办法，但在实际操作中，各地的管理标准不一，大大延长了前期工作的周期。

例如，中广核如东150MW海上风电场项目于2007年获得国家发改委批准“路条”。2007年至2013年， 中广核花了六年时间才完成包括海域环评报告、用海预审，通航许可，海域路由审批等多项前期准备工作。2013年6月25日，该项目终于获得国家发改委正式核准。

“海上风电项目海域使用论证获取许可、通过海洋环评、通航安全论证的周期一般需要2年以上，延缓了海上风电前期工作进程。”高宏飙说，“希望相关部门能进一步明确海上风电审批的主责机构，理顺审批流程，简化审批程序，建立统一协调机制，使得项目在市场情况变化前能够及时抓住机遇上马，降低开发的风险。”

而作为直接主管部门的地方能源局，对于海上风电涉及面较广的难题也是比较头疼。张俊说，海上风电的开发既要服从当地的经济建设，更要服从沿海港口开发的需求，不能因为海上风电的开发而影响江苏港口的开发。从去年开始，如东海上风电开发的相关领域显现出了一些矛盾，比如港口航道、海上渔业养殖区、海洋保护区、海上军事设施（雷达）安全性等等。

为了解决这些问题，如东能源局已不遗余力。“我们委托南通水科院围绕海上风电场区、海洋动力环境进行了专门的研究；我们还委托了国家交通部的安全研究所，就如何破解海上风机建成后对海事部门的雷达的影响等做了一些专门的研究。在长三角一带，特别是在上海港两侧的主航道，交通航线的密度非常大，所以我们对海上风电开发对航道的影响也做了一些研究。”张俊说。

面对这些问题，国家能源局方面也有计划做出改进。史立山日前在一次会议上表态说，海上风电项目建设的管理体制是明确的，项目核准权在地方。未来海上风电管理的规章制度，程序会更加地清晰透明。

而除了前期的审批程序缺乏规范之外，海上风电的部分前期工作技术标准也还未形成完整的标准体系。工程基础设计、海上升压站设计、防腐设计、施工安装、运行管理和维护等方面均缺乏技术规范，难以对海上风电场工程全过程实现有效指导。

从国际经验来看，欧洲是当今世界海上风电开发的主战场，规模和技术处于世界领先地位。根据中国风能协会的数据，截至去年底，英国海上风电装机容量达到506.05万千瓦，排在世界首位。

英国的苏格兰地区跟中国的如东地位相似，都是该国海上风电开发的主战场。苏格兰国际发展局接受《能源》杂志记者采访时表示，苏格兰的企业享受着具有足够支持力的政策环境是海上风电发展成功的主因，比如，苏格兰设立了7个低碳企业专区，此外，政府还对海上风电提供了上亿英镑的基金支持。

“苏格兰政府极大地热衷于发展可再生能源行业，且一直持续于为可再生能源提供协助。目前有不少中国企业都有意愿到苏格兰投资海上风电场，我个人观点是，这些都是英国政府补贴资助资促成的项目。”苏格兰国际发展局能源与低碳技术部门的前瞻项目高级主任Ian McDonald对《能源》杂志记者说。

孱弱的产业链

其实，无论是成本、政策还是技术，归纳起来都可以说是一个问题――中国海上风电的产业链还不成熟。

与陆上风电相比，影响海上风电的发展因素更为复杂，也更加需要整个产业链的共同发展。从数字上看，海上风电投资成本构成中风机仅占一半左右， 建设安装和并网成本占47%。必须要有整个产业链上下游的合作，才能实现整个海上风电产业的快速发展。

“一个产业健康发展的关键是生态系统的健全和高效协同。”IBM大中华区认知解决方案事业部能源与电力行业总监李国志认为，中国海上风电还需要有一个完善、成熟、全产业链协同创新的生态系统。其中，利用数字化技术整合风电行业价值链，提升客户体验和价值，是行业上下游企业共同面临的挑战。打通产业链的一个核心的技术是物联网，同时有效结合大数据和认知计算技术。风机本身的智能化就会产生大量的数据，通过这些运维数据不仅可以帮助运营商优化风电场运行和维护，同时也可以帮助设备厂商优化产品设计和质量等。

目前整个海上风电产业链的薄弱，或将成为未来制约其大发展的根本因素。“2016年已过半，从现在的情况看，十三五规划多半完成不了。”一位业内人士难掩焦虑，对海上风电产业链的现状提出了多个问题，“你看看现在有几个打桩锤，有几条支腿船？4兆瓦以上风机配套叶片模具有几副？配套产业跟不上，都将是未来的瓶颈。”

海缆是海上风电产的一个关键零部件，中广核如东海上风电项目的海缆采用的是国内最长的110KV三芯海缆。在该项目的建设过程中，曾因为出现极端天气，导致海缆铺设可能出现毁灭性打击。“那两天我整宿整宿的睡不着，一颗心都吊着。”中广核风电华东分公司副总经理徐成根回忆起来仍然心有余悸，“要是海缆出现大问题，整个项目都会遭遇致命的损失。”

曾参与起草海底电缆国家标准的东方电缆目前正在加紧研发更新的海缆技术和产品。东方电缆副总经理夏峰介绍说：“我们现在正在和合作伙伴一起研发300公里的直流输电海缆，新的产品预计将在年底完成。在降低海底电缆的电流损耗方面，我们计划在材料的改进和提升、工艺选型以及结构的选型上进行改进。另外，我们还在关注浮式动态直流发电海缆的研发，这也是为了满足海上风电20年的发展规划。海底电缆的发展趋势，除了电压等级的提升，更重要的应该是大长度的连续制造，以及动态环境下的应用。”

除了海缆之外，一些其他关键设备和施工产能都还有提高水平的空间。中广核如东项目当初拟采用无过渡段单桩基础，但选择施工设备时遇到了难题：若采用国内大型浮吊打桩，桩的垂直度控制难度大；若采用支腿船打桩，国内仅有的两艘支腿船吊重又不够，且招标存在局限性。最终其利用试桩工程进行了新工艺的试验，采用了搭设稳桩平台控制沉桩的垂直度。

海上的特殊环境也是安全和造价不可控的一个因素。中广核如东项目离岸距离较远，最近距离25km，最远距离30多km。为了确保安全，每次台风来临前海上所有施工船只（施工高峰期近30多艘船舶）都需撤场进港避风，2015年就有三个台风造成项目施工船舶撤场。撤场一次将造成近千万的损失。

徐成根说，目前我国的海上风电建设仍在起步阶段，国内的设计、施工能力及现有的大型船机设备有限。如国内有5个以上项目的海上风电项目同时建设，施工设备的资源就会相对紧张。此外，部分新介入海上风电设计的单位技术能力也有待提升。

数字化技术也将在海上风电发展中扮演重要角色。作为海上风电发展的一个加速器，数字化可以降低海上风电的成本和风险，这一点在陆上风电的发展中已经得到了验证。“在海上风电的启动阶段，海上风电自身的装备、制造、设计、施工等技术进步将起到基础和关键作用，但数字化技术的应用部署同样需要得到重视。”IBM大中华区能源与电力行业解决方案专家张永平说，“中国海上风电发展突破一定的技术门槛后，数字化技术的加速器作用将愈发明显。”

篇10

关键词：波特钻石模型；酒泉风电产业；竞争力；分析

中图分类号：F426.1　文献标识码：A　文章编号：1003-4161(2011)02-0047-04

目前，在煤炭、石油、天然气等化石能源日益枯竭，环保压力加大的情况下，如何因地制宜地发展污染小的新能源和可再生能源，实现可持续发展，已成为当代社会必须面对的一个问题。风能是一种永不枯竭、洁净、无污染、可再生能源，合理开发利用风能资源是有效增加能源供应能力，实现能源可持续发展的重要措施。

2008年5月，酒泉市正式启动了中国第一个千万千瓦级风电基地的建设，总投资达1200多亿元，远期达到3565万千瓦装机，是继西气东输、西油东送、西电东送、青藏铁路之后西部大开发的又一标志性工程。本文利用波特的产业竞争力钻石理论，通过对酒泉风电产业竞争力分析，深入解析酒泉风电产业所处的竞争环境、产业竞争的关键因素，为制定和调整产业政策、为政府决策提供理论依据。

一、波特钻石模型涵义

波特钻石模型(Michael Porter diamond Model)，又称钻石理论、菱形理论、国家竞争优势理论，是美国哈佛商学院著名战略管理学家迈克尔・波特提出的用于分析特定产业国际竞争力的理论模型。该理论把决定一个国家、地区某种产业竞争力的因素细分为生产要素、需求条件、相关产业和支持产业的表现、企业自身因素(包括企业战略、结构、竞争对手的表现)四大要素，以及政府与机会两大变数。这些要素彼此双向作用，形成钻石体系。

其中，生产要素内部，包括天然资源、气候、地理位置、非技术工人、资金等初级生产要素，随着企业的发展壮大对企业竞争力的影响越来越小；而现代通讯、信息、交通等基础设施，受过高等教育的人力、研究机构等高级生产要素，对获得及提升竞争优势具有越来越重要的影响力，特别像高级专业人才、专业研究机构、专用的软、硬件设施等专业生产要素的精致程度，直接决定了企业或产业的竞争优势、竞争力水平。

需求条件中，国内需求市场是影响产业竞争优势的第二个关键要素，它不仅有助于发展规模经济、提高效率，而且是产业发展的动力，会刺激企业改进和创新。

相关及支持产业是影响产业竞争力的第三个关键要素。优势产业不是单独存在的，而是与相关和支持性产业休戚与共，一个产业的潜在优势在很大程度上决定了它的相关产业，尤其上游产业的竞争优势。“产业集群”现象集中体现了相关产业优势在提升竞争力中的作用。

特定的企业战略、结构和同业竞争格局会影响企业发展走向。国内市场存在着强有力竞争对手，会刺激企业努力提升并保持自身特有的竞争优势。一个企业随着企业战略、结构的优化，冲破同业竞争的挤压后，就会确立起竞争力优势地位。

机会是影响四大要素关系发生变化的重要因素。新的机会，比如科技发明创造的重大突破引发新技术的广泛应用、生产成本突然改变(如石油危机)、金融市场或汇率的重大变化、市场需求的剧增、政府的重大决策甚至战争等，都会在影响特定产业原有发展格局的同时，催生新的发展机会。适应新变化，、满足新需要的竞争者会利用新的机会获得竞争优势。

政府提供企业所需要的资源，创造新的机会和压力，创造产业发展的环境，为企业发展提供了企业自身不能解决的外部环境或成本，是扩大钻石体系张力的重要力量。

这些要素彼此环环相扣，相互影响，共同作用，形成一个产业动态系统，发展成产业簇群，达到最优竞争力；若只拥有其中的某一项，或拥有全部要素但缺乏有机结合，未必就会产生竞争优势。

二、基于波特钻石模型理论的酒泉风电产业竞争力分析

波特“钻石模型”为深入剖析影响酒泉风电产业竞争力的各种因素，展望未来发展前景，提供了清晰的理论分析框架和思考问题的思路。

(一)生产要素

1.低级要素。一是地理位置优越。酒泉是古丝绸之路上的交通要道，也是甘肃、新疆、内蒙古、青海、五省区上的交通要冲，被誉为新陇海兰线上的“金三角”和欧亚大陆桥上的交通枢纽，地理位置十分重要。

二是风能资源丰富。酒泉市是风能资源富集区，瓜州县、玉门市荒漠地区、肃北马鬃山地区素有“世界风库”之称，初步测定可开发利用的风能在4 000万千瓦以上，特别是风力能量密度大，风能富集区年平均有效风功率密度在每平方米150瓦以上，风速年内、年际变化小，有效发电时数达6 000小时／年以上，满负荷发电2 300小时／年左右，风能资源得天独厚。

三是气候环境良好。酒泉极限低温不低于一30％，空气湿度低，没有盐雾、冰冻等自然灾害，有利于延长风机寿命。适于开发建设风电场的大都属于荒漠戈壁区域，不占用耕地，并且临近交通干支线，地势平坦，投资成本低。区内黑河、疏勒河、哈尔滕河三大水系及配套的大中型水利工程，与风电形成互补。

四是基础设施完善。酒泉工业园区风电产业园是省级风光电装备制造特色产业基地，园区内道路、供排水、电力、通讯、公共交通等基础设施完备，产、供、销服务体系健全，满足风电项目发展的需要。

五是运输成本较低。风电机组因其特殊的组成结构，运输成为最大的制约因素，特别是其中的风机叶片、塔筒等部件，远距离运输不但成本较高，而且容易造成损坏，影响使用寿命。酒泉境内铁路、高速公路及城乡公路网络健全畅通，兰新铁路、敦煌铁路、连霍高速公路和国道3 12线贯穿全市东西；酒泉风光电装备制造产业基地距瓜州风场不到300公里，距玉门风场不到100公里。酒泉处于全国风能资源最丰富区域的中心点上，在酒泉发展风光电装备制造产业既可满足酒泉及省内风电建设的需要，还可以辐射内蒙古、新疆、青海等风能资源富集区，装备产品运输距离近，运输成本低，能最大限度地减少损坏率，提高企业收益水平。

2.高级要素。目前我国已掌握兆瓦级以下风电机组的设计技术和制造技术，并正在自主研发兆瓦级风电机组，有些企业已生产出产品。但我国风电技术仍处于发展的初期阶段，与国外相比，技术落后、产品质量低，很多关键原材料或零部件主要依靠进口。同时，风电产业是科技密集型和人才密集型产业，对人才的需求，特别是高素质人才的需求十分旺盛。从酒泉风电企业用工需求来看，预计到2015年将达到2万人以上。目前，酒泉市风电产业高素质人才比较缺乏，现有的风电技术骨干大多是从其他行业转入，高层次风电专业知识和技术储备不足，具备创新、国际交往能力的复合型风电人才和优秀风电总设计师尤为短缺，从长远来看，会制约风电产业的发展。

(二)需求条件

1.风电是全球能源发展新的增长点。出于能源安全的考虑和应对气候变化的压力，大力发展风电产业已成为世界能源发展的大趋势。欧洲风能研究会有报告指出，最近6年来，人类从风能上得到的能源年均增幅达30％，风电已成为世界各国普遍接受的替代能源。有资料表明，至2008年年底，全球风电总装机容量已达1.2亿千瓦以上，同比增幅达28.8％。预计到2020年，全球风电装机总容量将超过12.31亿千瓦，届时风电年发电量相当于同期世界各国电力需求的12％，最高可满足全球20％的电力需求，相当于今天的水电。正如全球风能理事会主席奥沃斯・泽沃斯教授所说：“风电已经成为最具吸引力的发电投资，不论是从经济角度还是从增强国家能源安全角度，或保护环境和促进经济发展的角度。”

2.发展风电是优化能源结构重要途径。我国长期保持以火电为主的电源结构，从环保和资源节约出发，水电、核电和风电今后将得到更大的政策支持。风能是一种清洁永续能源，利用风能发电，与传统能源相比，可以从根本上解决硫、粉尘、碳排放等造成的环境成本问题。据世界能源委员会的测算显示，平均每提供100万千瓦时的电量，风电能减少600吨二氧化碳排放。与太阳能、生物质能等其他可再生能源相比，风电具有产业成熟度高、发电成本低、对自然环境和社会环境影响小等优点。无论从能源角度，还是从环境角度，风电是未来发展的重点，是今后我国可再生能源发展的首要选择。

3.风电并网。风电价格高于常规火电价格的现实，制约着风电的发展，压制了风电市场需求。虽早在1994年、1999年原电力部、国家计委和科技部，明确提出了全部、全额收购风电的要求，但在实际操作过程中，有关差价分摊、绿色电价和税收补贴等缺乏具体规定，相关政策执行不到位，风电高价只能在电力系统内部(如风电场所在的地区电网)消化。洒泉作为中国西部经济欠发达地区，人均用电水平低，承担高电价能力有限，在缺乏优惠政策支持的情况下会严重地制约风电发展。

(三)相关和支持产业

风电产业的相关和支持产业，包括以风电产品为主线，围绕风力发电及其技术条件保障而形成的整个产业链。其中，风力发电机零部件制造、风力发电机整机制造、风力发电场分别处在产业链的上游、中游和下游。

1.风力发电机零部件制造。目前，国内已形成较为完整的风电产业制造和配套部件专业化产业链，风电零部件生产供应体系日趋完善，涵盖叶片、齿轮箱、发电机、变桨偏航系统、轮毅、塔架等主要零部件的生产，能够满足国内风电产业发展的需要。但风电机组控制系统和变流系统等核心部件的国产化程度较低，主要依赖进口，对风电机组产能有一定影响。

2.风力发电机整机制造。酒泉风电装备制造产业虽然起步较晚，但发展迅速，已取得了一定进展。酒泉市政府明确提出要将风电产业作为加快酒泉经济发展的一项支柱产业来抓，从组织领导、资源调查评估、制定发展规划、项目协调争取、开展招商引资等方面开展了一系列卓有成效的工作，为加快酒泉市风力发电装备制造产业的发展，实现风电产业的新突破打下了坚实的基础。

酒泉新能源装备制造产业园作为风电产业孵化器和发展平台，风电装备支撑能力不断增加。产业园地处主要风力发电场的中心位置，规划面积10平方公里，规划重点布局建设风力发电机组装、风力发电机叶片制造、风力发电机塔架塔筒制造、锻铸件及法兰制造、电器及控制设备制造、研发及高科技服务等六大类项目；最终建设成为集研发、制造、认证、测试、培训、配件供应、高科技服务为一体的西北地区最大的风电产业装备制造基地。2010年，已入驻风电装备制造企业达到15户，年总装风力发电机组500套，风电装机能力达到75万千瓦。

从外部宏观环境来看，目前我国风电基础研究投入相对不足，至今没有建立国家级的风电技术研发平台和产、学、研有机衔接、完善配套的技术研发体系，尤为重要的是，我国还没有掌握风电整机总体设计核心技术，更缺乏该领域高级专门人才队伍，尤其是对兆瓦级以上风电机组的整体设计能力还很薄弱，很大程度上仍依赖于技术跟踪，不能形成具有国际先进水平的自主研发能力和拥有自主知识产权的核心技术，不利于风电产业的长远可持续发展。

3.风电场

早在2008年初，酒泉千万千瓦级风电基地“十一五”建设方案已获得国家批复，按2010年建成500万KW规划和布置，2015年装机容量达到1271万KW以上，2020年达到2000万KW。

按照洒泉风电发展规划要求，电网公司对甘肃330KV主网架进行了改造，在河西各主要变电站安装了稳控装置，达到10万KW的送出能力；投资120亿人民币建设河西750KV电网，送出能力可提高到318万KW，为酒泉风电基地风电输出提供了保障。

(四)企业战略、结构和同业竞争

近几年来，我国风电发展势头强劲，装机规模以年均100％以上的增幅迅速扩张。目前国内有至少超过了30家有实力的公司(企业)已经或准备涉足风电投资。这些公司(企业)中，有势力强大的中央发电公司，包括5大发电集团和神华集团、三峡总公司等等，都制定了较宏伟的风电发展规划，投资地域分布在全国各风能资源丰富的地区，是风电投资竞争的主力军；也有由各地能源公司构成的地方风电公司，包括北京能源、广东粤电等，投资地域以各自辖区为主；还有外资能源投资商，包括西班牙EHN公司、美国金州等，这些投资商主要通过与国内投资商合作的方式介入，其竞争实力不可小视。

随着五大发电集团悉数进入风电领域，以及神华、华润、国投以及国家电网公司、中国水电建设集团、中国水电工程顾问集团等加速投资开发风电项目，风电市场会发生很大的变化，很可能会形成与目前传统发电市场相似的寡头竞争局面。

(五)政府和机会

我国风电产业面临的机会主要来自政府重大决策带来的风电产业发展环境的改善。

为支持促进风电发展，国家早在多年前就出台了一系列法规政策。2001年国家出台政策，决定减半征收风电增值税；对外商投资风力发电项目采购规定范围国产设备的，实行退还增值税进项税金政策，有效减轻了风电税负。2006年《可再生能源法》颁布实施，风电作为可再生能源，享有优先上网、电网企业全额收购上网电量的优先性，以及风电机整机进口、单机容量800千瓦以上的可以免除进口环节关税和增值税的优惠。2008年《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》明确了国产风机鼓励性补贴办法，对降低风力发电机组造价起到了一定作用。2010年4月1日正式实施的《可再生能源法》(修正案)，明确规定，电网企业应当“全额收购上网电量”，国家实行“可再生能源发电全额保障性收购制度”，同时补偿可再生能源上网电价高于常规能源发电平均上网电价的差额，进一步为可再生能源的开发利用清除了制度和技术等方面的障碍，提供更有力的扶持政策。

为加快风电产业发展，甘肃省委、省政府提出了“建设河西风电走廊，再造陆上‘三峡”’的战略构想，2008年国家批复同意了《建设酒泉千万千瓦级风电基地的规划》，远期规划总装机3 665万千瓦。2009年，世界首例、中国第一个千万千瓦级风电基地――酒泉千万千瓦级风电基地380万千瓦风电场项目开工建设，拉开了甘肃能源发展战略调整的序幕。2010年，国务院颁布了《关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见》和《关于进一步支持甘肃经济社会发展若干意见重点工作分工方案》，对以酒(泉)嘉(峪关)为中心的风电基地建设、酒泉风电装备生产基地建设、研究创新当地用电补贴政策等重大事项作了具体规定。这一系列国家层面的风电产业优惠和鼓励政策，为风电产业发展提供了优良的环境。

三、结论和建议

根据钻石体系分析方法对酒泉风电产业各要素的分析可以看出，(1)酒泉风电产业在生产要素方面，初级要素有突出优势，高级要素明显不足；(2)在需求市场方面，存在较大的提升空间；(3)在相关和支持产业方面，上下游产业链条有待加强，风电机组制造技术还需创新发展，风电场并网及电力送出矛盾突出；(4)在企业战略和竞争对手方面，风电特许权招标的实行，使得风电产业面临非常激烈的市场竞争，很可能形成与目前传统发电市场相似的寡头竞争局面；(5)在政府方面，河西“风电走廊”建设会对电网调峰、风电机组性能、经验和技术管理水平带来巨大挑战。

综合酒泉当前具有的发展风电产业的各方面要素和条件，要进一步提升酒泉风电产业竞争力，应着力做好以下方面工作：

1.坚定发展信心。建设河西走廊风电基地，将使甘肃成为全国的能源大省和重要的西电东送基地、将有力地促进甘肃产业结构的优化升级。要进一步加大政策支持的力度，技术创新的高度，规模膨胀的速度，加快风电技术创新体系建设，走自主研发和“引进――消化吸收――再创造”相结合的技术路线，促进形成自主知识产权的风电技术与产业，提高生产率和装备水平，解决技术创新和创新人才的问题。

2.加强资源详查。深入细致的资源调查和评价是风电场建设选点的前提，也是制定风电产业发展规划、引进投资主体的先决条件。资源详查要坚持以政府为主导，发挥市场机制作用，广泛吸收有关部门、专业机构、投资主体等积极参与，建立以酒泉为中心、覆盖更大范围和有效高度的风能资源观测网，尽可能详尽地掌握风能资源分布及变化规律，建立并适时更新风能资源数据库，为风电场微观选址和规划建设提供可靠的数据支持。

3.加快电网建设。酒泉风电必须向外输送，才能实现经济社会效益，加快建设配套的更高电压等级的外输电网，努力做到电网建设与风电开发同步进行，事关酒泉风电基地建设的成败。而正在规划建设中的酒泉风电基地，地处河西走廊西端，远离电力负荷中心，风电外输电网建设面临巨大挑战。因此，必须适应酒泉千万千瓦级风电基地建设的要求，超前规划、加快建设，加强电网最大接纳风电能力、接入规划方案、输电规划、大规模风电适应性等课题的研究。论证建设特高压直流电网向华中和华北电网送电，为河西走廊风电基地电力外输提供保障。

4.加强电源建设。风力发电具有间歇性和波动性，必然会对电网造成巨大冲击。建设相应规模的非风电电源，提高电网的调峰能力，是增强电网稳定性的重要措施。在加快酒泉风电建设的同时，必须同步规划建设一批非风电电源。综合考量酒泉地域优势及资源禀赋，可以充分利用蒙古、新疆及省内煤炭资源丰富的优势，建设一批新的火电项目；积极利用酒泉地区丰富的太阳能资源，研究风电、太阳能发电互补的可能性，建设一批光伏发电项目；要充分整合、利用区域资源优势，努力建设包括风电、火电、水电、光电等电源在内的酒泉电源基地，确保电网的稳定运行和风电的安全送出。当然，在风电装机容量增加到一定比例后，仅靠区域电网是难以满足调峰需要的，实行跨省跨电网的大范围调峰将不可避免。

5.实现科学发展。以低碳为价值取向的新的发展理念为风电产业发展带来了新的机遇，酒泉风电产业前景远大。适应风电科学持续发展的需要，满足近期内快速发展的要求，要着力研究建立符合大规模、产业化发展需要的风电技术标准和管理规范，全面提高风电运行管理水平。利用酒泉风电场规模大、风电机组种类齐全的优势，建立甘肃风电场数学模型，深入开展与国内外高水平研究机构的交流与合作，加快风电关键技术研究开发，促进酒泉风电产业健康、科学发展。

6.加大政府扶持。钻石模型强调了政府和机会在产业竞争的重要作用。酒泉风电产业面临的机会将主要是政府的重大决策。要借鉴国外的成功经验，用政策拉动产业发展，推动技术进步，依靠技术进步和规模生产降低生产成本，以高质量和低价格赢得更大市场。通过实施一系列的更合理的公共政策措施，克服技术、经济和机制方面的约束，努力提高化解市场风险和自然条件制约的能力，进一步推动风能产业的发展。