我国风电消纳现状及发展策略

我国风电消纳现状及发展策略

能源是经济和社会发展的生命线，也是影响经济和社会发展的主要因素。提高能源利用率、调整能源结构、开发和利用可再生能源将是能源发展的必然选择。风电作为继太阳能发电之后发展起来的一种新型的发电技术,在国家政策鼓励及自身许多优势的条件下取得了跨越式的发展。2005年至2010年全国并网风电装机容量年均增速达188%,截止到2012年6月底,中国风电装机总量达67.774GW跃居世界首位,全国并网风电装机规模达5258万kW,同比增长41.8%。由于风电本身的随机性、波动性等特点使得并网受到限制,从而出现了高比例的弃风现象,造成了巨大的经济损失,所以研究风电消纳方向,探究其解决方案是迫在眉睫的,为此国家能源局十二五规划中提出了解决特高压电网、新能源发电的特殊问题的目标。本文从我国风电消纳现状出发,在分析现有的消纳模式的基础上,借鉴国外风电消纳成功经验,提出了扩大我国风电消纳市场与增强风电消纳能力的一些建议。1风电弃风问题大规模风电消纳一直是世界性难题,与国外相比,我国的风电消纳问题尤为突出。一方面,我国风资源集中、规模大,但远离负荷中心,难以就地消纳。另一方面,风电集中的“三北”地区,电源结构单一,灵活调节电源比重低,特别是冬季由于供热机组比重大,缺乏系统调峰能力;而欧美等国燃气电站及抽水蓄能比例高,如美国达47%。在我国风电资源条件和系统调峰能力与国外差距很大的情况下,风电聚集地区的风电装机容量和发电量都超过了国外先进水平。并网和消纳不畅问题成为制约中国风电健康、持续发展的重大挑战。虽然风机已并网,但是由于风电并网质量等导致弃风问题比较严峻。据统计,2011年“三北”地区部分省区风电消纳情况不佳,弃风情况严重,风电场平均利用小时数1907h,同比降低266h;弃风电量达123亿kw·h,弃风率约16%,弃风电量对应电费损失约66亿元,折合火电(标)煤耗384万吨,折合二氧化碳减排量760万吨;东北、华北、西北地区弃风率均超过13%;甘肃和蒙东地区弃风率超过25%。当前,我国风电发展遇到了一系列问题,电网规划与风电规划不协调;风电就地消纳能力有限,外送通道不足;电源缺乏导致调峰变难;风电消纳市场不足及一系列保障措施不健全等,从而使得风电大规模并网与消纳成为制约风电发展的瓶颈。风电消纳问题是亟待解决的难题。2当前的消费模式2.1作为用电的电能抽水蓄能电站是目前最理想的大容量储能方式。抽水蓄能与风电具有很强的互补性,风电弃风基本发生在夜间负荷低谷期间,而抽水蓄能电站夜间可以抽水用电,将被迫弃掉的风能以水能的形式存储起来,在负荷高峰时段再转换成稳定的电能输送到电网,从能源利用的角度来说实现了“变废为宝”,从电量平衡的角度来说实现了“消峰填谷”。风能作为可再生能源可以利用到抽水蓄能电站的能量转化过程中,即利用风能在枯水期或者负荷低谷期抽水蓄能,从而节约一次能源,文献以东北电网为例,进行了建设抽水蓄能电站解决风电消纳经济性分析,得出了一些有益的研究成果。2.2电供热供热的必要性风电的发电季节多发生在冬、春季和夜间,在经济不发达地区冬季建设电加热站,以减少火电供热,增加电负荷的消耗,减少能源消耗和环境污染,增加风力发电,最人程度减少弃风损失,降低火力发电、供热比例,冬季停备部分火电供热机组,真正实现调结构、实现向新能源消费的转变。可以在城市建设电加热站,利用现有的供电线路和供热管道,把电能通过电加热器,把水加热到一定温度输送到供热管道,在与供热管网的接口进行训一量,以计算热量,这种方法简单行之有效。如果有合适的政策激励,这种方式有实际实现价值。2.3提高新能源产出率,增加在补多能互补是指将电力系统中的水电、风电、光伏电、煤电、抽水蓄能等多种电源的联合互补运行,发挥各类电源优势,取长补短,促进风电、光伏电消纳,增加可再生能源比重。在这方面已取得了一些有益的成果。随着新能源的快速发展,在陕甘青宁电网内,已形成水电、煤电、风电、光伏电、抽水蓄能等多种电源共存的局面,并且风电、光伏电装机比重提高很快。实施多能互补,可以发挥各类电源特长,优势互补,在促进风电、光伏电更好地并网消纳,扩展新能源发展市场空间,提高可再生能源比重,实现节能减排目标的同时,可以提高供电质量,更好地保障电网安全稳定经济运行。3国外对风力的消除的经验3.1大力发展国内智能电网,推动风电大规模接入新格局丹麦是全球风电行业的标杆,风电比例非常高,风电装机约占总装机30%左右,风电发电量约占总发电量的28%左右,依托丰富的风电资源及精确的风电更新数据,借助其他新能源等多种方式的结合,实现了风电消纳的高比例。同时依靠强大的覆盖全国的电网及与邻国的跨国联网机制,有力推动了风电的大规模接入与高比例消纳问题。我国应以丹麦发展模式为经验,以特高压骨干电网建设为目标的智能电网发展为机遇,借鉴美国智能电网中的成功经验,建立一批跨区域,全国联网的国内电网网架结构和风电“走出去”的跨国消纳通道。减少风电弃风比例,为高比例的风电并网率提供有力的外送通道。3.2风电并网电量西班牙风电并网容量居世界前列,且其风电消纳屡创新高,是我国风电消纳的标杆。2011年最新数据显示,西班牙风电装机20612MW,占电力总装机容量的21.3%,风电并网电量达到60%,最高时达到53%。西班牙电力系统具有大量的灵活快速调节电源,有很大能力平衡风力出力的波动,为风电的发展提供足够的备用电源。同时西班牙具有严格的风电并网标准、明确的奖惩机制和有效的调度运行措施,可以对风电场进行有效、有序的调控。我国应结合自身能源分布特点及电源配置方案,在风电并网标准、风电场建设与管理方面制定合理健全的体制,提高系统风电消纳能力,增加新能源出力比重,节能减排,实现低碳电力,促进可持续发展。4关于促进风力消费的一些建议4.1供有利条件从风电场发电、接入电网等方面功克技术难题,为风电的大规模并网与消纳提供有利条件。攻关的范围如风电场功率预测技术、风电场无功补偿技术、风电场状态监测技术、风电场自然灾害防护技术、风电机组运行性能测试技术、海上风电场运营关键技术、大型风电场群优化运营技术、风电场电网接入自适应技术。4.2风电并网规划我国风电规模化发展的历史较短,对于大规模风电并网管理经验不足,目前还没有出台国家层面的基于大规模风电的并网导则、风电并网管理规范,风机并网检测、风电监控系统的建设、风功率预测的管理、风电调度运行管理刚刚起步,风电规划与电网规划以及其他电源规划脱节。因此,现阶段实现风电与电网的协调发展必须要在风电的规划管理、项目管理、并网调度运行管理、并网标准及技术规范管理和并网检测认证管理上有所突破。4.3风电并网消纳政策建议我国风电规模化发展晚,当前的风电发展激励政策中缺乏对输配及用电环节的补偿与激励,缺乏鼓励电网企业收购清洁能源上网电力的激励,缺乏鼓励用户购买绿色电力的激励,没有形成包括发电、并网、用电在内的完整的激励政策体系。通过相关的政策及其保障措施可持续推进风电并网消纳工作,结合我国实际情况,可以采取着力点在于完善需求侧管理、促进低谷时段风电消纳的上网电价机制和电网投资成本回收机制的促进风电与电网协调发展的政策。实现风电并网的市场化、法制化,为风电发展提供强有力的政策保障。5发展优势分析综合以上探讨,明确了促进风电消纳的方向,在充分考虑我国电源结构和现有电网构架