• 本站报道合理有效利用风电,走持续健康之路
    2013-03-21 作者:刘星  |  来源:《电气技术》  |  点击率:
    导语“十一五”时期我国电力装机规模年均增长率达到13.3%,其中尤以风电增速最快,从2005年的126万千瓦到2010年的3100万千瓦,年均增长率达到89.8%。2013年1月1日,《能源发展“十二五”规划》公布。“十二五”时期电力装机容量目标为14.9亿千瓦,其风电增长目标为1亿千瓦,年均增长26.4%

      “十一五”时期我国电力装机规模年均增长率达到13.3%,其中尤以风电增速最快,从2005年的126万千瓦到2010年的3100万千瓦,年均增长率达到89.8%。2013年1月1日,《能源发展“十二五”规划》公布。“十二五”时期电力装机容量目标为14.9亿千瓦,其风电增长目标为1亿千瓦,年均增长26.4%

      数据显示,短短5年时间,我国风电走完了欧美国家15年的发展历程,“十二五”风电增长目标更是振奋人心。在我国风电发展取得举世瞩目成绩的同时,也应该看到我国风电快速发展的隐忧——弃风限电已成为阻碍我国风电产业持续健康发展的“拦路虎”。

      最新数据显示,2012年,全国弃风电量约200亿度,较2011年的规模翻倍。除此之外,风电平均利用小时数也较2011年有所下降,个别省(区)风电利用小时数下降到1400小时左右。中国风能协会秘书长秦海岩表示,2012年因弃风导致的限电量相当于700万吨标准煤,如果这部分风电能顺利并入电网,有望缓解困扰我国的雾霾天气。

      追溯至2007年,《可再生能源法》正式实施仅1年后即进行了关键修改,将可再生能源发电“全额”收购更改为“保障性全额”收购,自此弃风“萌芽”。2009年,风电并网比例最高的内蒙古自治区发生了较大规模的弃风,2010年这一趋势在全国范围内增强,2011年弃风电123亿度,三北地区平均弃风比例高达16%。

      风电作为可规模化开发的清洁可再生能源,开发利用可节约和替代大量化石能源,显著减少温室气体和污染物排放,改善能源结构。按2015年发电量测算,年节能约6000万吨标准煤,减少二氧化碳排放1.5亿吨,减少硫化物排放150万吨,节约用水约5亿立方米,环境和社会效益显著。目前,我国风电发电量仅占全部电力消费量的2%,较丹麦等国20%的比例仍有巨大提升空间,但我国的弃风量却在逐年上升,这不得不令人担忧。

      业内人士指出,大规模风电的消纳一直都是世界性难题,我国在这方面的问题尤其突出。风力资源本身的不确定性及波动性给电网稳定运行提出了挑战,由于电力系统须实现供电与用电电量的实时平衡,而风力所发电力又无法储存,因而风电在调峰能力上表现较差,需要其他电源提供备用和调峰服务。像我国风电集中的地区,如“三北”(西北、华北、东北)地区电源结构单一,基本没有调峰能力。

      另外,风力资源经常与人们的用电习惯背道而驰,这也造成了一定量的弃风。如内蒙古地区夜间风大,但夜间电网负荷较小,如果风机满额发电,电量根本无法得到消纳,只能弃风;又如北方地区风力资源最好的时期,又恰恰是当地供暖供热紧张时期,为了满足冬天取暖需求,只能在燃煤供热的同时用大量煤电替换风电。

      我国风力资源集中、规模大,远离负荷中心,资源地市场规模小、难以就地消纳也是弃风的主要原因之一。中国在风电发展之初就提出了“大规模、集中”的发展方式,并在哈密、酒泉、蒙西、河北、蒙东、吉林、山东和江苏沿海规划建设了八大千万千瓦级风电基地。由于前期对当地的用电需求认识不够,这些大基地的风电发电量在本地得不到全额消纳,再加上外送通道又没有打开,多余的风电无法送到外界,大型风电基地被迫降低发电小时数。

      国家政策对风电并网缺乏强制性规定,弃风有空隙可钻。2006年颁布实施的《可再生能源法》为促进清洁能源发展,规定电网企业必须全额收购风电,但电网现状不可能做到全额收购。为此,2010年4月起实施的《可再生能源法(修正案)》将“全额收购”改为了“全额保障性收购”,要求对“符合条件”的可再生能源发电企业,应全额收购其“合乎条件的”上网电量。

      然而,到《可再生能源法(修正案)》出台时,对于何为“符合条件”的上网电量,并没有一个明确的标准,且我国此前采用的风电场接入技术标准主要针对的是小型风电场,且不具备任何强制力。

      经过了“十一五”时期的高速增长,随着多方因素的制约,风电弃风限电愈演愈烈,如何有效利用风电资源成为风电行业可持续发展的当务之急。一些专家建议,引导我国风电产业从“集中式发展”向“集中与分散发展并重”的模式转变。在集中式大规模风电基地建设的同时,因地制宜开发中小型风电场,支持风电机组在配电网分散接入,实现电力的就地消纳。

      建立良好的跨区、跨省互动,最大程度的消纳风电、减少弃风现象。通过加快远距离、大容量、跨区域外送通道建设,按照由近及远的原则,“先省内、后区域、再全国”扩大风电消纳市场,实现风电的高效利用。风资源丰富的地区,如吉林、新疆、甘肃、内蒙、张北等的风电除在当地上网外,需要大规模向经济发达地区的电网输送。

      在现有产业基础上,形成支撑风电技术持续进步的研发机制,提高风电技术研发能力,促进风电设备制造产业升级,以促进风电消纳容量。进一步提高智能电网以及特高压输电技术的稳定性。实践证明,特高压电网不仅可大幅提高电网抗扰动、波动等能力,支撑大风电集群,还能从根本上解决风电的消纳问题。 

      在风电发展上切忌重速度和规模,及时做好风电规划与电网规划的协调。“十一五”期间,我国风电发展规模远远超过了预期规划。2007年,我国制定的装机量目标是到2010年达到500万千瓦,但2008年,我们就已达到了1000万千瓦;而2010年我国风电装机总量已经多于5000万千瓦,大大超过了电网的规划能力。

      规划固然是好的,但风电规划必须与电网规划相匹配,风电发展要随当地能源需求、电网消纳能力和电力配套设施等,建立以风电功率预测为基础的电网调度与风电协调运行机制,协调安排风电发电计划,使风电与电力需求和其他电源运行相互适应。同时,要考虑增加一定数量的可调度电源,大幅度提高调峰调度能力,只有调度制度和规范完善了,调度能力提高了,才能实现全面优化调度。

      做到具体问题具体分析,因地制宜开发风电资源,用长远的眼光科学划规划风电场建设和配套电网建设。如西藏、新疆等地风力资源丰富,但西部能源需求有限,再加上西电东送对电网建设要求颇多,风电输送过程中还将造成一定程度上的损耗,真正达到目的地的风电成本将大幅度上升,这并不利于被输送地经济的长远发展,因此缩小内陆风电发展规模,避免盲目扩张才是明智之举。

      大容量储能技术有利于风电的就地消纳。我国风电集中的“三北”地区电源结构单一,并以火电为主,虽然风能资源丰富,但当地的经济结构往往难以消纳这些风电。对此,大规模储能是应对大规模可再生能源的技术之一,大规模的风电需要大规模的储能。

      行业专家指出,储能的作用并不单纯是把风电发出的电储存起来以后再送出,而是通过实时充放电对风电所发出的电进行平抑,使风电、光伏变得可控、可调、可调度,甚至接近常规的火电。因此,我国应重视和发挥储能系统的多种功能,科学选择、规划、使用储能系统,在负荷侧和电源侧均引入储能系统。

      总而言之,风电开发应根据灵活高效接入、调度、输送和消纳大规模风电的要求,结合电力系统运行管理和电力体制机制的改革创新,按照能源转型和构建风电与电力系统协调发展的总体要求,大力开发应用“电网友好型”风电技术、风电场功率预测预报技术、优化调度技术、远距离输电技术和大容量储能技术,提高风电的科学高效利用率,走持续健康之路。(本刊记者 刘星)