国际能源网讯：在《中国风电发展路线图2050》中，对风电场的开发建设和运行以及风电并网消纳等内容也作了详细的论述。中国作为一个人口大国，面对化石能源的日渐短缺、以及污染等所带来的气候变暖等环境问题，风能的开发和利用显得尤为重要。经过多年的发展，中国的陆上风电技术已经相当成熟，并且已经开始尝试近海风电、甚至是远海风电的规划和设计，到2020年，中国要加强海上风技术的创新和建设，极积开发和建设海上风电项目。
随着风电场的开发建设，风电并网消纳也随之而来，而且就目前来看，中国的风电并网消纳问题也相当的突出。如何科学的利用风能这一可再生能源，如何解决风电的并网消纳等问题就成了风电产业的重中之重。本辑解读《中国风电发展路线图2050》中，国际能源网就这两个问题作出分析。
风电场开发建设和运行
1、陆地风电场
目前，陆地风电场开发建设技术已比较成熟，未来应重点改进微观选址技术，不断提高风电场特别是复杂地形条件下的风电场的规划、设计和运行水平和可靠性在2015 年前能够根据风电基地规划布局、风电机组排布，提出具有针对性的场内系统设计和优化方案。到2020 年，基本全面实现复杂地形条件下的风电场的优化规划设计和运行方案。
2、海上风电场
海上风电场，特别是远海风电场的开发建设技术仍不成熟，需要根据中国风电场建设规划和条件，尽快开展关键工程技术研究示范，探索远海深海风电场技术。
(1) 设计施工
2020 年以前，中国发展的海上风电场深度多为25 米以内在2015 年前中国将基本浅海海域风电场基础、施工和运维的技术，在2020 年前完全掌握浅海海域风电场开发、建设和运行技术。随着海上风电开发的深入，2020 年后启动深海海域的风电场开发。
中国目前该领域技术研发尚属空白，需要在2020年前后启动相应的前期技术研究和示范，包括前期的概念研究、仿真试验、模型测试以及真机试验，争取2030 年前开始建设深海风电场。
(2) 港口
根据中国临海城市目前的港口和码头配置情况，一方面应协调、配置部分已有港口的码头可用于风电机组的运输和安装，另一方面对已有港口进行改扩建以满足风电机组运输和安装的需求。
中国海上风电建设在2010 年正式启动。2015 年以前，中国海上风电以探索为主，项目少、离岸距离近，已建成或在建的港口和码头数量基本能够满足海上风电项目建设的需要，但需要协调海上风电项目服务功能与港口其他功能的问题。
2015 年后，海上风电进入规模开发和商业化运营时期，每年将有约20个海上风电场同时动工建设，需要在原基础上进行进一步改造、扩建和新建港口。
另外，技术进步将使得深海风电开发成为现实，届时海上风电场的离岸距离将会比2020 年之前扩大很多，可以考虑在适合的岛屿建设风电设备集散基地，从而减少运输和安装受天气影响的不确定性。
(3) 运输与安装
尽管中国海上风电起步较晚，但许多传统的海洋工程和港口工程公司在海上风电机组的运输、安装和海上施工组织等方面已经开展了一定的研究工作，这些研究主要集中在如何利用已有大型海洋工程船舶对风电机组进行运输和安装。近年来，对于海上风电专用船舶的研发和建造也在进行之中。
鉴于中国浅水及沿海潮间带的特殊环境、海上风电规划和建设进度、以及目前风电专用船的研发现状等因素，随着海上装机规模的扩张和风电机组机型的升级，将需要多功能运输船和工程船等运载量更大、稳定性和安全性系数更高、技术含量更高的专用装备。
2020 年以后，在水深超过50 米的远海海域可能启动风电项目，届时需要使用传统海洋工程中的大型浮吊和运输驳船，并具备更先进的操纵性、更强的天气环境适应能力。
[pagebreak]风电并网和消纳
根据灵活高效接入、调度、输送和消纳大规模风电的要求，结合电力系统运行管理和电力体制机制的改革创新，按照能源转型和构建风电与电力系统协调发展的总体要求，大力开发应用“电网友好型”风电技术、风电场功率预测预报技术、优化调度技术、远距离输电技术和大容量储能技术。
1、风电机组和风电厂
2020 年前，开发应用“电网友好型”风力发电技术，通过对风电机组实施技术规范、并网检测和型式认证等措施，使风电机组/ 风电场普遍具备更加良好的电网适应能力，包括(基于功率预测的)有功功率变化率控制、无功功率调节、低电压穿越(LVRT)能力、频率调节和抗干扰能力等，配置合理的二次系统、相关控制系统，使风电场具备可测、可控、可调的能力，实现风电与电网及其他常规电源的协调发展。
在2030年前，加强研发和示范先进储能装置和辅助设备。在2030 年后，实现规模化先进储能技术、分布式风电系统的广泛开发和应用风电机组通过分布式系统直接向终端用户供电，或采用与其他形式发电机组成混合供电系统。
2、风电功率预测预报技术
随着风电装机容量的增加，风电功率预测将成为电力系统不可或缺的组成部分，对于调度安排系统的发电计划、保证电力系统的安全稳定运行、降低备用容量和运行成本以及对电力市场进行有效的管理等都具有重要意义。
研究部署风电功率预测预报技术，提高超短期和短期风电功率预测的精度，为电力系统的经济调度运行提供更精确的服务，以促进最大限度的接收风电量。
2015 和2020 年前，研发和应用重点是充分运用各种成熟的统计预报技术，重点开发应用研发陆地风电场的超短期预报(4 小时以内)和短期预报(48小时以内)系统, 组织电网调度机构、气象部门、风电场共同建立集中式与分散式相结合的风电功率预测业务体系，争取在2015 年以后为风电调度提供有效支持。
2020 年到2030 年，继续提高风电功率预测预报精度，研发应用月、季、年尺度的中长期风电功率预测技术，完善海洋风电预测预报服务体系，建立满足各类、各时段需求的风电功率中长期预报业务体系。到2030 年以后，风电功率预测预报技术全面普及应用，使风电功率预测预报成为智能调度体系的重要支撑。
3、风电接入和远距离输送
风电的大规模集中开发和远距离输送，特别是海上风电场的输电方式，除采用传统的交流输电方式、继续完善电网设施和运行技术外，逐步更多采用柔性直流、高压直流、超导和低频输电等新型输电方式。2020 年前，加快普及应用动态无功补偿、串补/ 可控串补、可控高抗、自动电压控制(AVC)等先进技术，提高风电外送能力、提高安全稳定水平。
对海上风电场，近期可采用适合小容量、近距离海上风电场的交流传输并网方式。随着逐步建设额定容量达到几十万千瓦、且离岸距离较远时的大型海上风电场，加快开发应用柔性直流输电技术。2020 年后，有效解决现有特高压输电工程的制约因素，发挥最大效率和经济性优势，使特高压输电在逐步成为风电大规模开发的有力保障。在2030年后，争取实现超导电力技术在风电接入和输送领域的应用。
4、电力调度技术
电网调度控制技术是电力系统建设的重要部分，对于提高资源优化配置能力具有重要作用。风电等波动性可再生能源的大规模开发对发展智能调度技术提出了更高要求。应加强风电场风电机组的运行统计和分析工作，准确掌握风电运行特点，积极开展风电调度技术和策略研究，不断提高风电调度精细化水平。
总体来看，结合智能电网技术的开发应用，未来电网调度控制技术将向一体化分布协调控制、智能分析控制、经济优化控制等方向发展。2020 年前，基本建立风电机组/ 风电场之间互联互通的数据收集和调度控制体系，建立风电场集中预测、控制与调度中心，实现风电优先高效调度的自动化。
到2030 年，随着智能电网建设初步规模，实现一体化分布协调控制关键技术，控制范围覆盖和环节扩大到完整电力系统，实现风电调度的智能化，显著提高大规模波动性电源和整个电力系统的运行控制能力，实现风电等新能源发电的灵活高效接入、输送与消纳。
5、大容量储能技术
在电力系统引入大容量储能装置，是应对风力发电波动影响的重要潜在举措。不仅可以有效减小风电对系统的冲击和影响，提高风电出力与预测的一致性，保障电源电力供应的可信度，还可降低电力系统的备用容量需求，提高电力系统运行的经济性，同时提高电力系统接纳风电的能力。
应重视和发挥储能系统的多种功能, 科学选择、规划、使用储能系统，在负荷侧和电源侧均引入储能系统。但是，目前除了抽水蓄能电站，其它储能装置由于设备规模较小、成本较高、技术性能达不到要求、缺乏市场环境等原因，在电力系统中应用较少。储能技术中，抽水蓄能应用最广泛，化学电池储能技术进步最快，应优先发展液流电池和锂电池技术。
2020 年以前，大规模储能主要依靠抽水蓄能;2020 年以后，实现电池储能的规模化集成技术瓶颈的突破和成本下降，开始规模化应用，其中液流、锂离子、钠硫电池具有规模化应用前景。
预计到2020 年，以锂离子电池、钠硫电池、液流电池为代表的大容量化学储能装置容量达到数十兆瓦甚至数百兆瓦，转换效率达到90%，将在集中式调峰、调频、应急以及分布式负荷管理领域的到广泛应用。2030 年化学储能、压缩空气储能系统在经济性上和抽水蓄能机组相当，与其共同实现规模化应用。
风电相关关键技术研发和部署应用路径小结
