我國風電消納現(xiàn)狀及發(fā)展策略

我國風電消納現(xiàn)狀及發(fā)展策略

能源是經(jīng)濟和社會發(fā)展的生命線，也是影響經(jīng)濟和社會發(fā)展的主要因素。提高能源利用率、調(diào)整能源結構、開發(fā)和利用可再生能源將是能源發(fā)展的必然選擇。風電作為繼太陽能發(fā)電之后發(fā)展起來的一種新型的發(fā)電技術,在國家政策鼓勵及自身許多優(yōu)勢的條件下取得了跨越式的發(fā)展。2005年至2010年全國并網(wǎng)風電裝機容量年均增速達188%,截止到2012年6月底,中國風電裝機總量達67.774GW躍居世界首位,全國并網(wǎng)風電裝機規(guī)模達5258萬kW,同比增長41.8%。由于風電本身的隨機性、波動性等特點使得并網(wǎng)受到限制,從而出現(xiàn)了高比例的棄風現(xiàn)象,造成了巨大的經(jīng)濟損失,所以研究風電消納方向,探究其解決方案是迫在眉睫的,為此國家能源局十二五規(guī)劃中提出了解決特高壓電網(wǎng)、新能源發(fā)電的特殊問題的目標。本文從我國風電消納現(xiàn)狀出發(fā),在分析現(xiàn)有的消納模式的基礎上,借鑒國外風電消納成功經(jīng)驗,提出了擴大我國風電消納市場與增強風電消納能力的一些建議。1風電棄風問題大規(guī)模風電消納一直是世界性難題,與國外相比,我國的風電消納問題尤為突出。一方面,我國風資源集中、規(guī)模大,但遠離負荷中心,難以就地消納。另一方面,風電集中的“三北”地區(qū),電源結構單一,靈活調(diào)節(jié)電源比重低,特別是冬季由于供熱機組比重大,缺乏系統(tǒng)調(diào)峰能力;而歐美等國燃氣電站及抽水蓄能比例高,如美國達47%。在我國風電資源條件和系統(tǒng)調(diào)峰能力與國外差距很大的情況下,風電聚集地區(qū)的風電裝機容量和發(fā)電量都超過了國外先進水平。并網(wǎng)和消納不暢問題成為制約中國風電健康、持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。雖然風機已并網(wǎng),但是由于風電并網(wǎng)質(zhì)量等導致棄風問題比較嚴峻。據(jù)統(tǒng)計,2011年“三北”地區(qū)部分省區(qū)風電消納情況不佳,棄風情況嚴重,風電場平均利用小時數(shù)1907h,同比降低266h;棄風電量達123億kw·h,棄風率約16%,棄風電量對應電費損失約66億元,折合火電(標)煤耗384萬噸,折合二氧化碳減排量760萬噸;東北、華北、西北地區(qū)棄風率均超過13%;甘肅和蒙東地區(qū)棄風率超過25%。當前,我國風電發(fā)展遇到了一系列問題,電網(wǎng)規(guī)劃與風電規(guī)劃不協(xié)調(diào);風電就地消納能力有限,外送通道不足;電源缺乏導致調(diào)峰變難;風電消納市場不足及一系列保障措施不健全等,從而使得風電大規(guī)模并網(wǎng)與消納成為制約風電發(fā)展的瓶頸。風電消納問題是亟待解決的難題。2當前的消費模式2.1作為用電的電能抽水蓄能電站是目前最理想的大容量儲能方式。抽水蓄能與風電具有很強的互補性,風電棄風基本發(fā)生在夜間負荷低谷期間,而抽水蓄能電站夜間可以抽水用電,將被迫棄掉的風能以水能的形式存儲起來,在負荷高峰時段再轉換成穩(wěn)定的電能輸送到電網(wǎng),從能源利用的角度來說實現(xiàn)了“變廢為寶”,從電量平衡的角度來說實現(xiàn)了“消峰填谷”。風能作為可再生能源可以利用到抽水蓄能電站的能量轉化過程中,即利用風能在枯水期或者負荷低谷期抽水蓄能,從而節(jié)約一次能源,文獻以東北電網(wǎng)為例,進行了建設抽水蓄能電站解決風電消納經(jīng)濟性分析,得出了一些有益的研究成果。2.2電供熱供熱的必要性風電的發(fā)電季節(jié)多發(fā)生在冬、春季和夜間,在經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)冬季建設電加熱站,以減少火電供熱,增加電負荷的消耗,減少能源消耗和環(huán)境污染,增加風力發(fā)電,最人程度減少棄風損失,降低火力發(fā)電、供熱比例,冬季停備部分火電供熱機組,真正實現(xiàn)調(diào)結構、實現(xiàn)向新能源消費的轉變。可以在城市建設電加熱站,利用現(xiàn)有的供電線路和供熱管道,把電能通過電加熱器,把水加熱到一定溫度輸送到供熱管道,在與供熱管網(wǎng)的接口進行訓一量,以計算熱量,這種方法簡單行之有效。如果有合適的政策激勵,這種方式有實際實現(xiàn)價值。2.3提高新能源產(chǎn)出率,增加在補多能互補是指將電力系統(tǒng)中的水電、風電、光伏電、煤電、抽水蓄能等多種電源的聯(lián)合互補運行,發(fā)揮各類電源優(yōu)勢,取長補短,促進風電、光伏電消納,增加可再生能源比重。在這方面已取得了一些有益的成果。隨著新能源的快速發(fā)展,在陜甘青寧電網(wǎng)內(nèi),已形成水電、煤電、風電、光伏電、抽水蓄能等多種電源共存的局面,并且風電、光伏電裝機比重提高很快。實施多能互補,可以發(fā)揮各類電源特長,優(yōu)勢互補,在促進風電、光伏電更好地并網(wǎng)消納,擴展新能源發(fā)展市場空間,提高可再生能源比重,實現(xiàn)節(jié)能減排目標的同時,可以提高供電質(zhì)量,更好地保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。3國外對風力的消除的經(jīng)驗3.1大力發(fā)展國內(nèi)智能電網(wǎng),推動風電大規(guī)模接入新格局丹麥是全球風電行業(yè)的標桿,風電比例非常高,風電裝機約占總裝機30%左右,風電發(fā)電量約占總發(fā)電量的28%左右,依托豐富的風電資源及精確的風電更新數(shù)據(jù),借助其他新能源等多種方式的結合,實現(xiàn)了風電消納的高比例。同時依靠強大的覆蓋全國的電網(wǎng)及與鄰國的跨國聯(lián)網(wǎng)機制,有力推動了風電的大規(guī)模接入與高比例消納問題。我國應以丹麥發(fā)展模式為經(jīng)驗,以特高壓骨干電網(wǎng)建設為目標的智能電網(wǎng)發(fā)展為機遇,借鑒美國智能電網(wǎng)中的成功經(jīng)驗,建立一批跨區(qū)域,全國聯(lián)網(wǎng)的國內(nèi)電網(wǎng)網(wǎng)架結構和風電“走出去”的跨國消納通道。減少風電棄風比例,為高比例的風電并網(wǎng)率提供有力的外送通道。3.2風電并網(wǎng)電量西班牙風電并網(wǎng)容量居世界前列,且其風電消納屢創(chuàng)新高,是我國風電消納的標桿。2011年最新數(shù)據(jù)顯示,西班牙風電裝機20612MW,占電力總裝機容量的21.3%,風電并網(wǎng)電量達到60%,最高時達到53%。西班牙電力系統(tǒng)具有大量的靈活快速調(diào)節(jié)電源,有很大能力平衡風力出力的波動,為風電的發(fā)展提供足夠的備用電源。同時西班牙具有嚴格的風電并網(wǎng)標準、明確的獎懲機制和有效的調(diào)度運行措施,可以對風電場進行有效、有序的調(diào)控。我國應結合自身能源分布特點及電源配置方案,在風電并網(wǎng)標準、風電場建設與管理方面制定合理健全的體制,提高系統(tǒng)風電消納能力,增加新能源出力比重,節(jié)能減排,實現(xiàn)低碳電力,促進可持續(xù)發(fā)展。4關于促進風力消費的一些建議4.1供有利條件從風電場發(fā)電、接入電網(wǎng)等方面功克技術難題,為風電的大規(guī)模并網(wǎng)與消納提供有利條件。攻關的范圍如風電場功率預測技術、風電場無功補償技術、風電場狀態(tài)監(jiān)測技術、風電場自然災害防護技術、風電機組運行性能測試技術、海上風電場運營關鍵技術、大型風電場群優(yōu)化運營技術、風電場電網(wǎng)接入自適應技術。4.2風電并網(wǎng)規(guī)劃我國風電規(guī)?；l(fā)展的歷史較短,對于大規(guī)模風電并網(wǎng)管理經(jīng)驗不足,目前還沒有出臺國家層面的基于大規(guī)模風電的并網(wǎng)導則、風電并網(wǎng)管理規(guī)范,風機并網(wǎng)檢測、風電監(jiān)控系統(tǒng)的建設、風功率預測的管理、風電調(diào)度運行管理剛剛起步,風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃以及其他電源規(guī)劃脫節(jié)。因此,現(xiàn)階段實現(xiàn)風電與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展必須要在風電的規(guī)劃管理、項目管理、并網(wǎng)調(diào)度運行管理、并網(wǎng)標準及技術規(guī)范管理和并網(wǎng)檢測認證管理上有所突破。4.3風電并網(wǎng)消納政策建議我國風電規(guī)模化發(fā)展晚,當前的風電發(fā)展激勵政策中缺乏對輸配及用電環(huán)節(jié)的補償與激勵,缺乏鼓勵電網(wǎng)企業(yè)收購清潔能源上網(wǎng)電力的激勵,缺乏鼓勵用戶購買綠色電力的激勵,沒有形成包括發(fā)電、并網(wǎng)、用電在內(nèi)的完整的激勵政策體系。通過相關的政策及其保障措施可持續(xù)推進風電并網(wǎng)消納工作,結合我國實際情況,可以采取著力點在于完善需求側管理、促進低谷時段風電消納的上網(wǎng)電價機制和電網(wǎng)投資成本回收機制的促進風電與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的政策。實現(xiàn)風電并網(wǎng)的市場化、法制化,為風電發(fā)展提供強有力的政策保障。5發(fā)展優(yōu)勢分析綜合以上探討,明確了促進風電消納的方向,在充分考慮我國電源結構和現(xiàn)有電網(wǎng)構架