NACA4412翼型300W风力发电实训装置设计(2)
1.2 风力发电现状
1.2.1 国外风力发电发展 1891 年，全球第一台风力发电机在丹麦建成并使用，但限于并网技术、发电稳定性等原因，该风力发电机一直没有能并入电网给用户提供电力。该风力机在第一次世界大战后由于化石燃料价格便宜而受到冷落。直到第二次世界大战后，各国政府开始意识到能源储备的重要性和石油枯竭的问题，风力发电才又重新回到人们的视线中，世界各国开始投入大量的人力、物力和资金到风力发电的研究中，风力发电技术也因此得到迅猛的提升，单机容量及总装机容量不断增大。二十世纪八十年代，商品化运行使用的风力发电机组以 55kW 为主，八十年代中期到九十年代初提升至100 ~450kW，九十年代中后期的主流风机容量为500kW~1MW[4~5]。 目前，对风能的研究和利用处于国际领先水平的是德国、美国、丹麦以及印度。 德国近年来猛烈增加的电力需求在一定程度上促使了风力发电量的激增，成为风力发电发展最快的欧洲国家，特别是其沿海地区，风力发电的发展尤为迅速。目前德国的风力发电量已超越丹麦，处于世界第二的位置。1995年，已建成风力机有1035 座，装机容量494MW。到 1996年底，已安装4500 台风力发电设备，总装机容量达到1600MW。据报道，德国 REPOWER SYSTEMS 公司正在建造一台叶轮半径达63米，面积约等同两个足球场，输出功率为5MW，可为 6000户用户供电的风力发电机，该风力发电机号称是世界单机容量最大的风力机。[4~5] 美国对风能的研究和利用是起始于1974 年，其能源部在风能相关的项目上投入了巨大的人力物力，累计投入资金已超过 25亿美元。吸引了许多著名的研究机构和大学参与到风能利用的研究中。截至 1996年底，美国风电总装机容量已达1700MW，供应的电力占了全美国电力需求量的1%。1998-2004 年，全美风电的总装机容量达到6740MW，可以供应 160万个美国中等家庭的平常生活用电。[6] 作为丹麦的一项国策的风力发电，虽然起步较晚，但是这致使丹麦大力发展风力发电，风电项目因此在得到迅速发展，丹麦也成为了风力发电技术领先的国家之一。目前丹麦已建成风力发电站近 4000座，总装机容量730MW，发电总量达到634MW，等同于一个中等规模的核电站的发电量，占该国能源总消耗的3.7%。丹麦政府在“能源 2000 计划（Energy 2000） ”中规划，到 2005年，风电发电量目标为 1500MW，占国内电力消费的 10%，到2020 年，确保风力+PV+波力发电量占国内电力需求的25%，然而现在计划有减慢的倾向。[6] 印度是亚洲在风能利用和研究上发展较好的国家之一。2004年印度新增风力发电机组装机容量为 875MW，风电发电量达到3000MW，风力发电能力排列世界第五位。截至 2008年，世界风力机制造商极其国际市场累计占有量的排名中，印度厂商Suzlon 排在第六位，全球市场占有率为 5.0%，而我国的厂商金风和华锐分别排第九和第十位，市场占有率分别为 1.5%和0.8%。[7] 近 10年来，全球风力发电总装机容量的增长速率一直保持在年平均 30%左右，根据GWEC（Global Wind Energy Council，全球风能协会）的年度统计报告，至2009年底，全球风力发电总装机容量达到了 12121.6MW，比 2008年增加了381.2MW，增长率达到了 31.7%[7]。
1.2.2 国内风力发电发展 我国的风力发电发展经历 3个阶段。 第一阶段为 1986 年~1990年。此阶段是我国探索风电并网技术和建立示范性并网风力发电站的阶段。这一阶段具有项目规模小、装机数量少、单机容量小、总装机容量小等特点。在此期间建立的风力发电站有四个，总共安装风力发电机32台，其中最大的风力发电机单机容量只有200kW，最终总装机容量只有4.215MW，平均下来，每年新增的风力发电装机容量只有0.843MW。 第二阶段为 1991~1995 年，是示范电站取得不错效果而在全国推广的阶段。此期间新建立了 5个风力发电站，新增风力发电机组131台，总装机容量为33.285MW，最大单机容量提升至 500kW，年平均新增装机容量 6.097MW。 第三阶段是1996 年至今，是扩大建设规模阶段。该阶段有项目规模大、装机容量较大、单机容量大、发展速度快等特点。期间，年平均新增装机容量达61.8MW，最大的单机容量达到了 1.3MW。2005 年，国家颁布《中华人民共和国可再生能源法案》后，我国的风能行业进入到一个飞速发展的新时期。如图1.1所示，2005年~2008 年，我国每年的风力发电电总装机容量都是上一年同期总装机容量的近一倍，2008年后，每年依然保持 30%的速度飞速的增长。2015年，我国风电累计总装机容量达到 145362MW，超越美国，成为总装机容量最大的国家。[3]
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