国内外风力发电发展分析
2012 年新增风电装机容量最多的 10 个国家占世界风电装机的 87%。与 2007 年相比，美国保持第 1 名，中国超过西班牙从第 3 名上升到第 2 名，印度超过德国和西班牙从第 5 名升至第 3 名，前 3 名的国家合计新增装机容量占全世界的 60%。
根据世界风能协会的统计，2012 年全世界风电装机容量新增约 27260 MW，增长率约为 29%。累计达到 121000MW，增长率为 42%，突破 100000MW 大关。风电总量为 2600 亿 kWh，占全世界总电量的比例从 2000 年的 0.25%增加到 2012 年的 1.5%。
尽管风电的发展仍然存在着很多困难，如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等，但相比于常规能源，经济性优势逐步凸显，世界各国都对风电发展充满了信心。例如，欧美都公布了 2030 年风电满足 20%甚至更多电力需求的宏大目标，这也为全球风电的长期发展定下了基调。从国际能源署(IEA)2012 年颁布的《2050 年能源技术情景》判断，2012-2050 年，全球风电平均每年增加 70000MW，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。
我国是世界上风力资源占有率最高的国家之一，同时也是世界上最早利用风能的国家之一。据资料统计，我国 10 m 高度层风能资源总量为 3226GW，其中陆上可开采风能总量为 253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源约为 1000GW。如果风力资源开发率可达到 60%，仅风电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。我国利用风电起步较晚，和世界上风电发达国家如德国、美国、西班牙等相比还有很大差距。风电是 20 世纪 80 年代开始迅速发展起来的，初期研制的风机主要是 1kW、10kW、55kW、220kW 等小型风电机组，后期开始研发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛应用。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建 GW 级风电场。
截止 2007 年底，我国风机装机总量已达 6.05 GW，年发电量占全国发电量的 0.8%左右，比 2000 年风电发电量增加近 10 倍。2012 年一年新增风电装机容量 6250MW，比过去 20 年累计的总量还多，新增装机增长率约为 89%。累计风电装机容量约 12150MW，占全国装机总量的 1.5%，累计装机增长率为 106%。风电装机主要分布在 24 个省，比 2007 年增加了重庆、云南和江西三个省。2006 至 2012 年风电增长状况。
中国政府为了推动并网风电的商业化发展，国家发改委明确提出我国风电发展的规划目标：2005 年全国风电装机总量达到 1000MW，2012 年全国风电装机总量达到 4000MW，2015 年全国风电装机总量达到 10000MW，2020 年全国风电装机总量达到 20000MW，占全国总装机容量的 2%左右。可以预计，中国将成为世界风电发展令人瞩目的国家之一。
风力发电对电力系统的影响
风是随着大自然日夜变化、气候变化和季节变换等特点存在着很大的不稳定性，大量的风力发电在并网后，给电网稳定运行冲击增大，使电网的平衡受到强大的考验。因此，电网的功率随机突变性受日夜和季节的变化，调峰调频的压力随之增大，只有在电网系统中配套充足的调峰调频容量，才能保证电网稳定运行的峰谷差。如果电网没有足够的调峰调频电源，风力发电对电网的冲击会造成电网运行的致命伤害。为此，电力系统为了保证电网运行的稳定和居民工业用电安全，以及社会的稳定，不得不采用少接入风力发电而保证电网运行之间的平衡，从而让风力发电场采用弃风浪费其风力资源。
抽水蓄能机组对风力发电变化的影响
从以上分析来看，风电弃风基本发生在后半夜和清晨期间，而抽水蓄能电站从电网中吸收电能抽水用电期间也大多发生在后夜用电低谷期间，这样蓄能电站抽水就能吸收大量的风力发电被迫弃掉的能量，将其转换为第二天用电高峰时期的电能输入电网之中，达到变废为宝的良好效果。从未来的能源发展情况来看，风电、核电和抽水蓄能发电都是最好的可再生能源，抽水蓄能电站的建设运营生产对环境保护会起到改良生态。因此，风电与抽水蓄能的联合运用效力不仅会减少风电的电能损失，又提高了双方的利用效率，同时对电网提供了优质的可再生清洁能源，其能源的吸收转换和生产都是清洁无污染的，符合国家新能源和可再生清洁能源政策的要求，对整个社会的环境保护起到不可估量的贡献。
风电与抽水蓄能联合运行经济分析及其计算结果
我国关于风电和抽水蓄能电站联合运行的方案和计算分析模型研究起步较晚，从欧洲学者对风电与抽水蓄能电站系统的 6 种不同运行方案和各子系统的运行及经济性评价模型分析，风电如直接输入电网带给电力系统运行的潜在风险，采用最大比重的抽水蓄能机组抽水储存起来，在负荷高峰时间优先将抽水蓄能电站发电，不足余峰荷才由常规的发电场满足，其建立的可再生能源系统优化经济选择的运算法则及相关模拟计算公式，求出了使可再生能源最大开发时的抽水蓄能电站合理装机容量以及单位电能供应的最少成本。资料对风电与抽水蓄能电站系统联合运行进行了优化计算，通过考虑峰谷差论证了该系统的经济可行性。
图 4 所示是一个含风电与抽水蓄能电站联合运行系统的小型模拟电网，该系统由一个装机 35 台 1500KW 和 20 台 605KW 的风电场;一座有若干可逆式水泵水轮机组的抽水蓄能电站(其上水库为日调节水库);一个工业和民用负荷子系统、控制系统以及其它常规电场等组成。根据联合运营方案，建立其经济运行的计算分析模型，在确保电网运行安全、可靠和稳定运行为前提下，尽最大可能利用风电来满足电力系统的负荷需求。
图 4 风电与抽水蓄能系统的小型电网示意图
假定该小型电网的最大允许风电发电的比重为最大腰荷的 10%，现拟定系统联合运行方案为：部分风电直接输入电网输入电网，其容量恒定为最大腰荷的 10%，在必要时启动抽水蓄能机组作调相运行，常规发电场按全部基荷的 90%的容量恒定供电运行，全部峰荷通过连接与解列抽水蓄能电站的发电机组(以下简称：水轮机组)来保证，抽水蓄能电站的抽水机组(以下简称：水泵)不仅利用负荷低谷的剩余电能抽水，而且通过适时的连接与解列来存蓄随机变化的多余风电，可使全部风电直接、间接地输入电网，并使得常规发电场按恒定出力运行。