一、前言
近几年，我国风电发展迅速，装机规模不断增大[1,2] 。截至2017年，我国风电累计装机容量已连续8年位居世界第一，全国累计并网容量约为1.64×108kW，与2007年相比，增长了约29倍 。2017年全国风电上网电量达3.057×1011kW·h，占当年全部发电量的4.8%[3]，风电已成为我国第三大电源 。风能开发与利用是我国能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径 。
我国风能资源集中地区电源结构以火电为主，受本地负荷水平以及常规机组调峰能力等因素影响[4]，消纳空间有限 。随着风电的快速发展，风电消纳矛盾逐渐显现 。2011年，甘肃弃风电量达到1.04×109kW·h，之后弃风情况加剧，2016年弃风电量攀升至4.97×1010kW·h，弃风率达17.1%[5]，弃风问题引起社会各界广泛关注 。随后，国家出台一系列政策措施促进风电的高效消纳，弃风现象有所缓解 。2017年全国弃风电量为4.19×1010kW·h，弃风率达12%，比2016年减少了5%，但消纳难题仍然是制约我国风电行业持续健康发展的重要因素之一 。
我国政府承诺到2020年、2030年非化石能源消费占一次能源消费比重将分别达到15%和20% 。国家能源局于2016年11月发布的《风电发展“十三五”规划》指出，到2020年年底，风电累计并网装机容量将达到2.1×108kW以上，年发电量达到4.2×1011kW·h，约占全国总发电量的6% 。此外，根据国家可再生能源中心发布的《中国风电发展路线图2050》，2050年风电装机将达1×109kW，能够满足全国17%的电力需求[6] 。未来我国风电行业仍将维持较高速度增长 。由于风能资源的随机波动性，发电设备的弱支撑和低抗扰性，随着风电在电力系统中比例越来越高，风电等新能源的高效消纳和电力系统安全稳定运行都将面临更大挑战 。
为推进和保障我国风电行业持续规模化健康发展，实现未来我国风电高比例发展目标，使风电成为对我国能源结构调整、应对气候变化有重要贡献的新能源，亟需解决风电高效消纳利用难题 。
二、我国风电利用技术现状及存在的问题
为促进风电的高效利用,过去几年间我国多措并举，取得了一定的成绩，但在风电并网运行、风电多种利用、多能互补利用、分布式开发利用等方面仍存在一些问题 。
（一）风电并网运行
在风电功率预测方面，国内高校和科研机构在 风电功率预测领域开展了大量研究工作，针对我国 风电发展模式和特点，从超短期、短期、中长期等 多时间尺度建立了较为完善的风电功率预测体系 。预测模型涵盖基于多数据源的统计方法 [7]，基于 微尺度气象和计算流体力学的物理方法 [8]，并创 造性地提出自适应组态组合预测方法 [9]，能够充 分利用碎片化的多元历史数据，结合局地气候特征， 自适应选择多样本空间下的最优耦合方式，有效提 高了预测精度和算法的普适性 。目前，我国已自主 研发出电网侧和电站侧的风电功率预测系统，并在 主要风电并网运行省区实现了应用覆盖 。但在复杂 地型、极端天气以及海上风电功率预测等方面，预 测技术和方法仍需不断完善，功率预测也以确定性 预测为主 。
在风电集群控制方面，研发了以公共连接点电压稳定为目标的风电场电压无功综合控制系统；研制了风电场有功协调控制系统，已成功应用于甘肃电网，对该地区电网调度部门提高风电的管理和控制水平及风电利用率具有显著意义 。国内研究机构在IEC61850的基础上，开展了基于IEC61400-25的风电场综合监控技术研究，并基于成熟的变电站自动化系统平台技术，开发了可扩展性较强的风电场综合监控系统平台 。总体来看，我国对于新能源电站有功、无功控制技术研究已经积累了一定经验并研发应用了控制系统，有功控制研究主要集中在控制策略、控制方法评价等方面，在大型新能源电站多工况自适应调频控制、基于多源数据融合的大型新能源电站有功分层控制技术方面研究较少；无功控制研究集中于风电机组的控制策略、无功的优化选址以及风电场当地控制策略等方面；研发应用的控制系统存在不同风电厂家接口不规范、在线控制调节响应不一致等问题 。此外，风电场/集群主动支撑电网运行控制性能还需提升 。

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