我國風(fēng)電消納現(xiàn)狀及發(fā)展策略

能源是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的生命線，也是影響經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的主要因素。提高能源利用率、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、開發(fā)和利用可再生能源將是能源發(fā)展的必然選擇。風(fēng)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(shù),在國家政策鼓勵(lì)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(fēng)電裝機(jī)容量年均增速達(dá)188%,截止到2012年6月底,中國風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)67.774GW躍居世界首位,全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)5258萬kW,同比增長41.8%。由于風(fēng)電本身的隨機(jī)性、波動(dòng)性等特點(diǎn)使得并網(wǎng)受到限制,從而出現(xiàn)了高比例的棄風(fēng)現(xiàn)象,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,所以研究風(fēng)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(biāo)。本文從我國風(fēng)電消納現(xiàn)狀出發(fā),在分析現(xiàn)有的消納模式的基礎(chǔ)上,借鑒國外風(fēng)電消納成功經(jīng)驗(yàn),提出了擴(kuò)大我國風(fēng)電消納市場與增強(qiáng)風(fēng)電消納能力的一些建議。1風(fēng)電棄風(fēng)問題大規(guī)模風(fēng)電消納一直是世界性難題,與國外相比,我國的風(fēng)電消納問題尤為突出。一方面,我國風(fēng)資源集中、規(guī)模大,但遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,難以就地消納。另一方面,風(fēng)電集中的“三北”地區(qū),電源結(jié)構(gòu)單一,靈活調(diào)節(jié)電源比重低,特別是冬季由于供熱機(jī)組比重大,缺乏系統(tǒng)調(diào)峰能力;而歐美等國燃?xì)怆娬炯俺樗钅鼙壤?如美國達(dá)47%。在我國風(fēng)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(fēng)電聚集地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量和發(fā)電量都超過了國外先進(jìn)水平。并網(wǎng)和消納不暢問題成為制約中國風(fēng)電健康、持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。雖然風(fēng)機(jī)已并網(wǎng),但是由于風(fēng)電并網(wǎng)質(zhì)量等導(dǎo)致棄風(fēng)問題比較嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年“三北”地區(qū)部分省區(qū)風(fēng)電消納情況不佳,棄風(fēng)情況嚴(yán)重,風(fēng)電場平均利用小時(shí)數(shù)1907h,同比降低266h;棄風(fēng)電量達(dá)123億kw·h,棄風(fēng)率約16%,棄風(fēng)電量對應(yīng)電費(fèi)損失約66億元,折合火電(標(biāo))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(fēng)率均超過13%;甘肅和蒙東地區(qū)棄風(fēng)率超過25%。當(dāng)前,我國風(fēng)電發(fā)展遇到了一系列問題,電網(wǎng)規(guī)劃與風(fēng)電規(guī)劃不協(xié)調(diào);風(fēng)電就地消納能力有限,外送通道不足;電源缺乏導(dǎo)致調(diào)峰變難;風(fēng)電消納市場不足及一系列保障措施不健全等,從而使得風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)與消納成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。風(fēng)電消納問題是亟待解決的難題。2當(dāng)前的消費(fèi)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(fēng)電具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性,風(fēng)電棄風(fēng)基本發(fā)生在夜間負(fù)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(fēng)能以水能的形式存儲起來,在負(fù)荷高峰時(shí)段再轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”,從電量平衡的角度來說實(shí)現(xiàn)了“消峰填谷”。風(fēng)能作為可再生能源可以利用到抽水蓄能電站的能量轉(zhuǎn)化過程中,即利用風(fēng)能在枯水期或者負(fù)荷低谷期抽水蓄能,從而節(jié)約一次能源,文獻(xiàn)以東北電網(wǎng)為例,進(jìn)行了建設(shè)抽水蓄能電站解決風(fēng)電消納經(jīng)濟(jì)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(fēng)電的發(fā)電季節(jié)多發(fā)生在冬、春季和夜間,在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)冬季建設(shè)電加熱站,以減少火電供熱,增加電負(fù)荷的消耗,減少能源消耗和環(huán)境污染,增加風(fēng)力發(fā)電,最人程度減少棄風(fēng)損失,降低火力發(fā)電、供熱比例,冬季停備部分火電供熱機(jī)組,真正實(shí)現(xiàn)調(diào)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)向新能源消費(fèi)的轉(zhuǎn)變?？梢栽诔鞘薪ㄔO(shè)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(jìn)行訓(xùn)一量,以計(jì)算熱量,這種方法簡單行之有效。如果有合適的政策激勵(lì),這種方式有實(shí)際實(shí)現(xiàn)價(jià)值。2.3提高新能源產(chǎn)出率,增加在補(bǔ)多能互補(bǔ)是指將電力系統(tǒng)中的水電、風(fēng)電、光伏電、煤電、抽水蓄能等多種電源的聯(lián)合互補(bǔ)運(yùn)行,發(fā)揮各類電源優(yōu)勢,取長補(bǔ)短,促進(jìn)風(fēng)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(fēng)電、光伏電、抽水蓄能等多種電源共存的局面,并且風(fēng)電、光伏電裝機(jī)比重提高很快。實(shí)施多能互補(bǔ),可以發(fā)揮各類電源特長,優(yōu)勢互補(bǔ),在促進(jìn)風(fēng)電、光伏電更好地并網(wǎng)消納,擴(kuò)展新能源發(fā)展市場空間,提高可再生能源比重,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的同時(shí),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(jì)運(yùn)行。3國外對風(fēng)力的消除的經(jīng)驗(yàn)3.1大力發(fā)展國內(nèi)智能電網(wǎng),推動(dòng)風(fēng)電大規(guī)模接入新格局丹麥?zhǔn)侨蝻L(fēng)電行業(yè)的標(biāo)桿,風(fēng)電比例非常高,風(fēng)電裝機(jī)約占總裝機(jī)30%左右,風(fēng)電發(fā)電量約占總發(fā)電量的28%左右,依托豐富的風(fēng)電資源及精確的風(fēng)電更新數(shù)據(jù),借助其他新能源等多種方式的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電消納的高比例。同時(shí)依靠強(qiáng)大的覆蓋全國的電網(wǎng)及與鄰國的跨國聯(lián)網(wǎng)機(jī)制,有力推動(dòng)了風(fēng)電的大規(guī)模接入與高比例消納問題。我國應(yīng)以丹麥發(fā)展模式為經(jīng)驗(yàn),以特高壓骨干電網(wǎng)建設(shè)為目標(biāo)的智能電網(wǎng)發(fā)展為機(jī)遇,借鑒美國智能電網(wǎng)中的成功經(jīng)驗(yàn),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(jié)構(gòu)和風(fēng)電“走出去”的跨國消納通道。減少風(fēng)電棄風(fēng)比例,為高比例的風(fēng)電并網(wǎng)率提供有力的外送通道。3.2風(fēng)電并網(wǎng)電量西班牙風(fēng)電并網(wǎng)容量居世界前列,且其風(fēng)電消納屢創(chuàng)新高,是我國風(fēng)電消納的標(biāo)桿。2011年最新數(shù)據(jù)顯示,西班牙風(fēng)電裝機(jī)20612MW,占電力總裝機(jī)容量的21.3%,風(fēng)電并網(wǎng)電量達(dá)到60%,最高時(shí)達(dá)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(fēng)力出力的波動(dòng),為風(fēng)電的發(fā)展提供足夠的備用電源。同時(shí)西班牙具有嚴(yán)格的風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、明確的獎(jiǎng)懲機(jī)制和有效的調(diào)度運(yùn)行措施,可以對風(fēng)電場進(jìn)行有效、有序的調(diào)控。我國應(yīng)結(jié)合自身能源分布特點(diǎn)及電源配置方案,在風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)電場建設(shè)與管理方面制定合理健全的體制,提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力,增加新能源出力比重,節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)低碳電力,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。4關(guān)于促進(jìn)風(fēng)力消費(fèi)的一些建議4.1供有利條件從風(fēng)電場發(fā)電、接入電網(wǎng)等方面功克技術(shù)難題,為風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)與消納提供有利條件。攻關(guān)的范圍如風(fēng)電場功率預(yù)測技術(shù)、風(fēng)電場無功補(bǔ)償技術(shù)、風(fēng)電場狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、風(fēng)電場自然災(zāi)害防護(hù)技術(shù)、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行性能測試技術(shù)、海上風(fēng)電場運(yùn)營關(guān)鍵技術(shù)、大型風(fēng)電場群優(yōu)化運(yùn)營技術(shù)、風(fēng)電場電網(wǎng)接入自適應(yīng)技術(shù)。4.2風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)劃我國風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展的歷史較短,對于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)管理經(jīng)驗(yàn)不足,目前還沒有出臺國家層面的基于大規(guī)模風(fēng)電的并網(wǎng)導(dǎo)則、風(fēng)電并網(wǎng)管理規(guī)范,風(fēng)機(jī)并網(wǎng)檢測、風(fēng)電監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)、風(fēng)功率預(yù)測的管理、風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理剛剛起步,風(fēng)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(shí)現(xiàn)風(fēng)電與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展必須要在風(fēng)電的規(guī)劃管理、項(xiàng)目管理、并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理、并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范管理和并網(wǎng)檢測認(rèn)證管理上有所突破。4.3風(fēng)電并網(wǎng)消納政策建議我國風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展晚,當(dāng)前的風(fēng)電發(fā)展激勵(lì)政策中缺乏對輸配及用電環(huán)節(jié)的補(bǔ)償與激勵(lì),缺乏鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)收購清潔能源上網(wǎng)電力的激勵(lì),缺乏鼓勵(lì)用戶購買綠色電力的激勵(lì),沒有形成包括發(fā)電、并網(wǎng)、用電在內(nèi)的完整的激勵(lì)政策體系。通過相關(guān)的政策及其保障措施可持續(xù)推進(jìn)風(fēng)電并網(wǎng)消納工作,結(jié)合我國實(shí)際情況,可以采取著力點(diǎn)在于完善需求側(cè)管理、促進(jìn)低谷時(shí)段風(fēng)電消納的上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制和電網(wǎng)投資成本回收機(jī)制的促進(jìn)風(fēng)電與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的政策。實(shí)現(xiàn)風(fēng)電并網(wǎng)的市場化、法制化,為風(fēng)電發(fā)展提供強(qiáng)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(jìn)風(fēng)電消納的方向,在充分考慮我國電源結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有電網(wǎng)構(gòu)架