风力发电厂，简称风电厂，是利用风来产生电力的发电厂，是属于再生能源发电厂的一种。
风电厂是指采用风力发电形式的电厂。风电厂在生产的过程中，风力发电的原理是比较简单的。在风力发电的过程中需要使用风力发电机，空气切入到风轮叶片中会产生阻力或者是升力。在这两种力的作用下，风机的叶片就会旋转起来，从而带动发电机产生电能。风能是可再生能源，同时也属于清洁能源。
风电厂采用的发电形式主要有三种：
第一种是独立运行。该种发电形式产生的电能比较少，在小型风电厂中会采用该种发电形式；
第二种是组合发电。即将风力发电和其它的发电形式组合在一起使用；
第三种是风力并网发电。该种发电方式的单机容量比较大，具有很好的发展前景。
02什么是陆上风电场？
陆上风电场指的是利用陆地上的风来获得电力的整套设施，对我国来说目前陆上风电场更多，因此技术也更加成熟。其中陆上风电场还分为平原地区的风电场和山区风电场，山区风电场主要建立在西南部山区，发展十分迅速。国内大多陆上风电场采用串联电容补偿方式向外输送电能。
（资料图：阳光电源）
（一）优点
1.低成本：我国陆上风能资源丰富，取之不尽，用之不竭。随着风电技术和规模效应的提高，风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于其它发电机。
2.低碳环保：陆上风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态，且风力发电对大气零污染，无需使用大量自然资源。
3.创新：陆上风力发电使用的资源是新能源。近年来，该技术不断研发创新，不断降低用电成本，为实现“双碳”目标注入强劲动力。同时也培养了一批新的技术人才。
4.数智：陆上风电行业紧跟技术和政策，开启数字智能化转型。风电场生产运维背后的数字化“智慧大脑”标准作业，对生产管理中的异常情况进行智能管控。
5.多产业融合：风电+牧场、风电+氢能、风电+储能、风光水火储一体化、风电+乡村振兴等均为多产业的融合，陆上风电行业的发展同时带动其他产业推动地区能源低碳绿色发展。
（二）缺点
1.不稳定：陆上的地形高低起伏，对地面的风速有很大的减缓作用，所以陆上风机都树立得高高的，以便利用高空比较大的风，但由于地形问题，陆上各个高度的风速相差很大，这就导致风切变大(垂直方向的风速变化)，使得风轮上下受力不均衡导致传动系统容易损坏。
2.运输成本：陆上最大的问题就是运输问题，长近上百米的叶片(拆成两段也有几十米)在陆上是很难运输，且成本高。
3.占地大、噪音大：陆上土地资源的稀缺性，耕地红线不能动，林地不能建等等，而且风机噪音对居民和动物的影响也比较大。
03什么是海上风电场？
海上风电场是指水深10米左右的近海风电。与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风能资源更丰富，风电机组单机容量更大（3～5兆瓦），年利用小时数更高。但是，海上风电场建设的技术难度也较大，建设成本一般是陆上风电场的2～3倍。
（资料图：电气风电）
（一）优点
1.风机利用率更高：我国海上风能资源丰富，取之不尽，用之不竭。通常海上风速比陆上高20%左右，因而同等发电容量下海上风机的年发电量能比陆上高70%。如果陆上风机的年发电利用小时数是1,000小时，则海上风机就能达到超过1,500个发电小时。
2.单机装机容量更大：风机的单机发电容量越大，则同一地区的扫风面积和利用风的能量越多，也就是资源更充分利用。而单机容量越大，发电机就越大，叶片也就越长。陆上风电最大的问题就是运输问题，长近上百米的叶片(拆成两段也有几十米)在陆上是很难运输的，而在海上就不存在这个问题，可以直接用大型船只运输。
3.我国能源结构中风电同比增长最快：从我国能源结构来看，火电依然是我国目前最主要的电力来源，累计装机容量超过五成。但从增速来看，风电、光伏等新能源装机增速己显著高于火电。其中，风电同比增长最快。截至2021年11月，我国风电累计装机容量达到3.05亿千瓦，同比增长29.0%，为同期水电（5.5%）、光伏（24.1%）、火电（3-5%）中增长最快的能源类型。
4.环境友好：陆上的土地资源具有稀缺性，例如耕地，林地不能建设风电场等等。随着陆上风电的发展，新的可开发陆上风逐渐减少，而且风机对野生迁徙性鸟类会造成影响，然而海上建设风场则不存在这些问题，中国海岸线长度超过1.8万公里，具有丰富的海上风能资源。
5.我国发展海水风电潜力巨大：根据世界银行发布的数据显示，我国在距离海岸线200公里、水深1000m以内水域海上风电技术性开发潜力为2982GW。
（二）缺点
1.制约因素：与陆地风电相比，海上及潮间带风电机组所处的环境与陆地条件截然不同，海上风电技术远比陆地风电复杂。在设计和建设海上风场过程中，我们将不得不考虑海上恶劣自然条件和环境条件带给我们的影响，如盐雾腐蚀、海浪载荷、海冰冲撞、台风破坏等制约因素。
2.铺设复杂：海上风电场的施工环境复杂、作业窗口期短、施工精度要求高、施工作业面分布广、统一协调调度难度大，海上风电机组基础施工是整个风电场成功建设运营的关键所在，不同地质环境下的风电机组基础施工技术仍需进一步提高。
3.维修成本：风电机组抢修维护的过程中，涉及风电机组大部件更换，需要运用运输船舶、起重船舶以及专用工程设备，维护价格居高不下。特别是涉及输电海底电缆故障情况，涉及海底电缆故障点排查测距、故障段海缆打捞、故障段海缆抢修及试验等环节，除受海上天气因素影响外，故障海缆抢修恢复时间较长，涉及调用船机设备，费用高，同时导致风电机组停运时间长，严重影响发电量。
04什么是分散式风电？
分散式风电，根据国家能源局的定义，是指位于负荷中心附近，不以大规模远距离输送电力为目的，所产生的电力就近接入当地电网进行消纳的风电项目。
分散式风电应满足以下条件：利用电网现有的变电站和送出线路，不新建送出线路和输变电设施；接入当地电力系统110千伏或66千伏以下降压变压器；项目单元装机容量原则上不超过所接入电网现有变电站的最小负荷，鼓励多点接入；项目总装机容量低于5万千瓦。
分散式风电项目所产生的电力既可以自用，也可上网，且能在配电系统平衡调节。
（资料图：阳光电源）
特点：
（1）总体：具有投资规模小、建设周期短，收益稳定等特点。
（2）在发电环节：分散式发电方式对风速、占地面积等要求较低；
（3）在输电环节：分散式发电方式输送距离较短，减少了线损，节约了成本；
（4）在消纳环节：分散式风电一般靠近用电负荷中心，就地并网就地消纳。
05什么是漂浮式风电？
不同于传统的固定式海上风力发电机，“漂浮式风力发电机”将固定式基础改为漂浮式基础，使风机“漂”在水面上。
漂浮式风电基础型式
漂浮式海上风电的基础是指下部支撑塔筒的浮体部分，虽然漂浮式风电基础型式灵活多样，但总体而言可以归纳为四种类型，分别为立柱型、半潜型、驳船型和张力腿型，不同型式具有不同的适用水深和技术路线。
（资料图：明阳集团）
（1）立柱型
立柱型漂浮式风力机又称Spar型，适用水深通常要求大于80米，主体结构由浮力舱、中间段和压载舱构成，通过压载舱使平台的重心远低于浮心，从而保证良好的稳定性。立柱型基础具有较小的水线面设计，可减小平台垂荡运动，但较大的平台吃水导致对工作水深有特定的要求，对于组装、运输和安装挑战较大，同时细长的结构可能会引起涡激运动。世界上第一个商业化的海上风电场Hywind Scotland即是采用的这种类型。
（2）半潜型
适用水深范围较大，通常大于40米，最深可达上千米。其主体结构多为三立柱或四立柱结构，设有垂荡板及压载系统，通过调整各立柱压载形成合理的浮力、重力分布，实现系统稳定。半潜式基础安装方便，技术较为成熟，可在码头完成风电机组和平台组装，采用湿拖运输，运输安装难度小。半潜型基础是目前最适合中国海域的基础型式，我国研发的漂浮式样机都采用了半潜型的技术路线。
（3）驳船型
驳船型漂浮式风力机与半潜型类似，部分学者也会将其归为半潜型，其同样具有较大的水线面面积，但与半潜型相比其吃水可以更小，适应水深一般大于30米即可。驳船型基础结构简单、易于制造，装配可在码头完成后湿拖运输，成本较低。缺点是吃水浅、重心高，对外界环境较为敏感，不适应环境恶劣的海域且对波频响应较为敏感。
（4）张力腿型
张力腿型漂浮式风力机的设计理念与其他型式差异较大，其浮体的浮力要远大于重力，通过施加较大预张力的张紧式系泊（张力筋腱）来实现定位。张力腿型漂浮式风力机适用水深通常大于60米，张力筋腱对面内运动（纵荡，横荡和艏摇）的约束较低，对面外运动（垂荡，横摇和纵摇）的约束较高，因此面外运动幅度小，便于提高发电量。张力腿型漂浮式风力机锚泊系统占用海域面积小，但自稳性较差，需要大刚度的张力筋腱，系泊成本剧增，且对海床性能有一定要求，安装过程复杂，该类型的相关技术是目前发展最不成熟的一种。
