（二）数字化风电技术发展现状

　　随着风力发电市场容量和装备产业的快速大规模发展，风电机组的可靠性、运行效率、工作寿命等问题开始受到专家学者们的高度关注。针对这一问题，数字化风电技术，在风电智能监控、智能运维、故障智能诊断和预警等方面已开展深入研究探索。

　　1.风电智能监控

　　我国风电场监控系统主要存在协议不开放，不同的厂商在协议信息中描述不统一，无法实现互联互通和扩展等问题。这些系统使用的通信协议结构各异，信息描述不统一，难以实现互联互通和扩展,即便是同一制造商生产的风电机组，由于电力电子技术、控制技术、单机容量和软件版本的不同，它们拥有的控制方式也可能不同，且需要不同的运行参数和调控指令，这给风电场统一调度控制与生产管理制造了很大障碍。

　　为了实现风电场中互联性、互操作性和可扩展性，国际电工委员会（IEC）起草制定了IEC61400-25标准。该标准定义用于搭建风电场监控系统平台的通信原理和信息交换模型等方面，是电力系统自动化通信协议IEC61850标准在风力发电领域内的延展。我国也对IEC61400-25标准进行了国家标准的转化与执行，基本实现了风电场的监控运行管理。

　　2.风电智能运维

　　我国风电设备多运行于自然条件艰苦、可到达性较差的环境，对智能运维的需求尤为迫切，力求在考虑设备可靠性、维修性、经济性等影响因素的情况下，实现定检、维修、维护的合理安排，以达到减少值守人员数量、缩短备件供应时间和提高运行可靠性的目的。

　　在风电场智能化运维管理系统方面，国外起步较早，实用化水平也相对较高，作为风电场控制系统的载体，GH-SCADA、RIS?-CleverFarm等系统除具有完成传统的数据采集、分析、展示的功能外，还在功能上集成了风电场优化控制、运行数据分析、供应链服务、信息流管理等高级控制功能，已初步体现了风电场智能化运维的理念。

　　我国陆上风电场智能化运维水平在精细化与信息化方面与国际上存在较大差距。海上风电场在运维管理的限制性条件、服务装备、安全要求等方面和陆上风电场存在显着差异，欧洲厂商根据多年经验，形成了海上风电场运维管理的系统性方法，而我国目前海上风电场的运维手段和理念主要借鉴陆上风电场的经验，尚未形成真正适用于海上风电场的运维管理体系。

　　3.风电机组故障智能诊断和预警

　　我国目前已经面临大批风电机组陆续过保的现状，风电机组可利用率下降、传动系统和叶片等零部件的性能下降和故障造成的停机现象较为严重。国内一些科研机构和整机厂家逐渐开始重视风电机组健康状态诊断技术，并借鉴国外先进经验开展了初步研究，也已开发出一些状态监测产品批量应用到风电场。一些风能利用发达的国家，如丹麦、德国、西班牙等拥有长期共生、紧密合作的风电零部件与整机产业链，并根据大量现场采集的运行数据开展风电机组运行状态评价和全寿命周期评估，将风能资源、风电规划、风电场评估、风电机组设备运行状态与检测结果、风电场运行维护、风电场性能评估等统一考虑，用于开展风电机组状态评价、故障诊断以及经济性运行。

　　随着大数据技术的发展，各整机厂商纷纷建立大数据中心并开展了风电机组状态监控及故障预警的研究，但国内风电机组故障诊断技术从整体来看，产品分析和诊断功能都较为薄弱，主要问题在于对于整机和零部件的运行机理与失效模式认识尚不够深入，当前以趋势判断和定性分析为主，缺乏定量分析，还不具备整套评估体系及对故障进行准确判断与预警的方法。

　　（三）电网友好型技术发展现状

　　随着风电比例的不断上升，出于电网稳定运行考虑，我国对风电机组的并网性能也不断提出新的要求，包括低电压穿越、高电压穿越、惯量响应和一次调频等。目前，低电压穿越已成为我国风电设备入网的强制性要求，对高电压穿越、惯量响应和一次调频能力的要求正在深入论证中，但还没有提出明确的技术指标及测试方法。各个国家都根据自身电力系统的情况，提出有针对性的风电设备入网标准，部分国家的入网标准中对风电的高、低电压穿越和一次调频性能要求已经非常明确。

　　国外设备厂商对于风电机组在故障穿越中的动态特性、安全极限、机群的互动稳定性、风电机组和风电场模型验证、风电机组和风电场电能质量评价等方面有着深入的研究并进行了相应的测试，国内厂商则多停留于功能实现，在技术的深入探索和优化方面尚待加强。

　　由于我国近年来风电规模增长迅猛，并且在风电大规模并网、传输和运行方面获得了相当多的实际经验和成果，IEC组织将新成立的TC8SC8A“大容量可再生能源接入电网”工作组和TC8SC8B“分布式能源电力系统”工作组的秘书处设立于中国，我国技术专家能够更多地参加到国际标准的制订工作中，开展更为广泛的技术交流，极大地提高了我国风电机组产业在电网接入技术领域的话语权。

　　（四）风电新概念技术发展现状

　　除了传统风力发电技术，风电新概念技术也随之快速发展。为满足未来大容量海上风电机组的需要，美国2009年即由可再生能源实验室（NREL）和美国超导公司、东元西屋电机公司等签署协议，联合开发大容量风电用超导发电机，欧洲众多厂商也纷纷介入这一领域。美国通用电气公司、美国超导公司、德国西门子股份公司、日本川崎重工业株式会社等都已进行了兆瓦级超导发电机的试制和测试，中国船舶重工集团公司第七一二研究所也已进行了样机开发。

　　高温超导电机是一项应用新材料、新方法、新工艺的多学科高新技术，技术难度大，而且国内高温超导电机的研究起步较晚、研究经费少，研究的深度和广度还不够，基础研究、技术水平与技术手段与美国和德国相比还存在明显差距。

　　风能在近地高度范围内，由于地面粗糙度而具有切变特性，即高度越高则平均风速越大，因而对高空风能资源的利用在多年前就得到了国内外学者的关注。我国高空风电目前仍处于探索阶段，有少量小功率机组投入试运行，但尚未有商业案例。

　　关于高空风力发电，国外的创业公司提出了很多有想象力的方案，谷歌收购了硅谷的高空风电创业公司（Makani），麻省理工学院则投资了创业公司AltaerosEnergies，上述两家公司均设计制造了样机进行现场测试[5]。对比国内外厂商，在高空风电领域，国外厂商的技术研发起点很高，理论基础扎实，在实践中采用了大量新材料和传感器，在装备设计中均采用可移动、可放飞、可回收的路线，工程经济性较好，相对于国内厂商有显着优势。