国外风电发展概况

随着现代科学技术的飞速发展，特别是空气动力学、尖端航天材料和大功率电力电子技术应用于新型风电系统的开发研制，风电在近20年里有了飞速发展。欧美国家在风能的开发利用方面已取得了巨大成就，以丹麦、德国、西班牙、美国为主形成了一个规模巨大的产业链条——从风电机组的制造到机组的销售，从基础科学研究到工程实际应用，风电已成为当今电力系统最为活跃的研究领域之一。

风能在世界各国呈快速增长趋势，风电已经不再是补充能源，是最具有商业化发展前景的新兴能源。2013年4月，世界风能协会发布的《2012年世界风能报告》指出，2012年世界风电新增装机容量近45000MW，美国以13124MW位列第一，中国以12960MW位列第二，德国和印度则分别以2415MW和2336MW位列第三和第四。总投资额超过560亿欧元，其中美国投资近190亿欧元，欧洲投资约为128亿～172亿欧元，巴西投资约为26.3亿欧元。截至2012年底，世界风电总装机容量达282587MW，其中2012年累计增加19%，中国以75324MW的装机容量居世界之首，美国则位列第二，为60007MW。鉴于2012年的经济形势，这已是一个相当高的行业增长率了，尽管它低于过去十年平均每年22%的增长率。世界风能协会预计，2013～2017年的5年间世界风电新装机容量年均增长约为7%，到2017年末，全球风电累计总装机容量将达500000～536000MW，其中亚洲200000MW，欧洲170000MW，北美120000MW，拉美16500MW。此外，世界风电十强之外的国家风电装机容量也开始上升，这说明世界上许多国家已经认识到了风电的重要性，其中拉美地区显示出了令人鼓舞的增长，新增装机容量超过一倍，这主要归功于巴西和墨西哥风电的迅猛发展。

2012年世界风电总装机容量和新增装机容量前十位国家见表1-1。

表1-1 2012年世界风电总装机容量和新增装机容量

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注：数据来源：中国风能协会。

欧洲各国是风电技术传统强国，其中利用风能最成功的国家是德国、西班牙和丹麦，欧洲新增的电力装机容量中大约有1/2将由风电提供，美国和加拿大是北美利用风能最好的国家。为促进风电的发展，世界各国政府特别是欧美国家出台了许多优惠政策，主要包括有：投资补贴、低利率贷款、规定新能源必须在电源中占有一定比例、从电费中征收附加基金用于发展风电、减排CO₂奖励等。欧洲的德国、丹麦、荷兰等采用政府财政扶持、直接补贴的措施发展本国的风电事业；美国通过金融支持，由联邦和州政府提供信贷资助来扶持风电事业；印度通过鼓励外来投资和加强对外合作交流发展风电；日本采取的措施则是优先采购风电。

随着风电并网功率和风电场在电力系统中穿透功率的快速增长，围绕并网的电压波动、闪变、谐波、稳定性等成为重要的研究课题。由于风具有天然的随机性，风电并网和其他常规发电并网有很大区别，大型风电并入电力系统运行对整个电力系统构成新的挑战，高风电穿透水平要求重新考虑电力系统运行方式。在恒速恒频风电占主导地位时，软并网技术是研究热点，软并网技术是指通过控制发电机与电力系统之间用做并网开关的双向晶闸管的触发延迟角来控制并网冲击电流，以达到平滑并网的目的，但该技术的适用条件受到发电方式的限制。近年来，全球风电技术经历了快速发展，在欧洲，双馈式发电机从2002年开始变成主导技术，市场占有率超过50%，采用双馈式发电机和通过电力电子接口并网成为现代风电的主要趋势，大型风电场及其并网已经成为当代电力系统一个重要的研究领域。国外对双馈式发电机的数学建模、控制策略、并网引起的电能质量问题进行了深入研究并给出了各自的结论。随着风电机组单机容量和风电场规模的扩大，风电场对地区电网的稳定性造成的影响不可忽视，大型风电低电压穿越技术成为研究热点。