当风电并网与消纳难题

风电并与消纳难题

导读：面对风电并与消纳的世界性难题，我国应当在借鉴他国经验的同时，采取适合自己风电发展的措施与路径。

十一五 期间，中国风电领域的成就举该研究成果在国际上也处于领先水平世瞩目，风电开发规模连续五年翻番。截至2010年底，全国风电吊装容量达到4183万千瓦，建设容量达到3580万千瓦，并容量达到3107万千瓦，初步形成八大风电基地规模化开发的格局。我国已成为全球风电装机容量增长速度最快、新增装机容量最多的国家。

大规模风电并是世界性难题，我国风电 大规模开发、远距离输送 的特点，给我国风电并带来更大的挑战。我国风电资源开发的潜力巨大，2015年我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将超过1.5亿千瓦。未来要实现风电的大规模发展，还需要科学认识我国风电发展中面临的问题，探索适合我国风电发展特点的解决途径，促进风电持续健康发展。

统一规划是风电持续健康发展的前提。风电出力特性客观上需要其它电源与之相匹配，电结构与之相适应，这就要求风电要与其它电源统一规划、风电与电统一规划。目前由于风电规划调整频繁，风电规划与其他电源规划、电规划不协调，两级审批造成风电项目拆批现象严重，给风电及时并和消纳带来困难。

统一规划是风电大国西班牙健康发展风电的成功经验。西班牙制定了明确的风电规划目标并严格执行，实现了每年新增150万千瓦左右的均衡发展。2009年起，西班牙实行风电预分配登记制度，规定新建风电场项目必须向中央政府管理机构提交包括电公司并许可函在内的一系列证明文件，未纳入规划的风电场一律不享受政府电价补贴，有效避免了风电的无序发展。

而良好的电源结构和充足的备用是实现风电充分利用的基础。风电具有随机性、间歇性、波动速度快的特点，客观上需要一定规模的灵活调节电源与之相匹配。燃煤机组调峰深度为50%左右，供热机组仅5%～10%，燃气和抽水蓄能机组调峰深度可达100%。以30万千瓦机组为例，燃煤机组热态调节速率为0.3万千瓦/分钟，具有灵活调节能力的燃气机组调节速率可达1.5～3万千瓦/分钟，抽水蓄能机组可达15万千瓦/分钟。我国风资源丰富的 三北 地区电源结构以火电为主，东北地区煤电比重超过80%，华北地区煤电比重超过90%，具有灵活调节能力的水电(包括抽水蓄能)和燃气等电源很少。随着风电开发规模逐渐增大，系统调峰压力越来越大，特别在冬春季节，火电机组的供热期和风电机组的发电期相叠加，系统调峰非常困难，风电消纳受到制约。

电源结构与风电发展水平相匹配以及充足的备用是西班牙等国家风电利用水平高的主要原因。2010年，西班牙伊比利亚半岛电最大负荷是4412万千瓦，装机容量是最大负荷的2.2倍，系统备用水平全球最高。西班牙电源结构中燃油燃气及抽水蓄能机组等灵活调节电源所占比例为34.3%，约为风电的1.7倍。年期间，西班牙风电增加1775万千瓦，燃油燃气电源增加1801万千瓦，这是2010年西班牙风电装机比例达到20.3%、风电发电量占全部用电量的比例达到16%的重要因素。2010年11月9日凌晨3点35分，西班牙电风电出力占系统负荷比例的瞬时值abs玻纤增强材料（ABS+GF）常会遇到 浮纤 、玻纤保存长度太短、玻纤与基体结合差等问题达到54%，其中灵活电源对消纳风电的贡献率达到93.2%。

解决我国风电消纳的根本途径是大风电融入大电。一方面不同地区风电场出力存在互补性，风电场分布范围越大，风电出力的总体波动性越小，大电能够充分利用不同区域风电的互补性，平滑风电出力的波动；另一方面，风电的进一步发展，客观上需要扩大风电消纳范围。电规模越大，风电装机占负荷的比例越小，风电对电的影响越因 P(HB–HV)易碎性减弱小。

我国的山东、江苏等地风电装机规模超过百万千瓦，由于电规模大，实现了风电的及时消纳；通过蒙西电与京津唐电联络线，低谷时段蒙西风电消纳能力提高了50%。丹麦是北欧电的一部分，与周边国家电联系紧密，通过与挪威的大规模电力交换，实现了风电的高效利用。

我国风电主要集中在 三北 和东南沿海地区，八个千万千瓦级风电基地开发规模占全国总规模的80%,集中度很高，当地消纳空间非常有限。研究表明，加大跨区联、扩大风电在 三华 电消纳范围，2015年全国风电消纳能力可从6500万千瓦提高到1亿千瓦，2020年提高到1.6亿千瓦。

另外，风火联合开发实现对输电是破解我国风电 大规模开发、远距离输送 难题的有效途径。在本地电充分消纳风电的基础上，风火联合开发，建设特高压跨区输电通道，实现对送电，可进一步增大风电开发规模、扩大风电消纳市场，有效提高风电利用水平，也是提高风电外送经济性的重要途径。与纯风电外送相比，风火联合开发、对送电具有两点优势：一是火电上电价较低，能大幅降低平均上电价；二是火电参与风电调节，能保证输电通道的利用小时数，有效降低输电价。

尽管我国电企业在风电功率预那末这两种实验有何区分呢？下面山东思达高科就做1个简单的介绍测方面开展了大量工作，但目前风电场的管理技术手段还相对滞后，风电场基本没有建立风电功率预测系统，风电场自动发电控制尚不能接受调度指令等制约了风电的统一调度。

加强统一调度是西班牙保证风电消纳的重要手段。西班牙规定：所有装机容量超过1万千瓦的风电场都必须安装实时遥测和控制系统，风电场的实时运行数据必须实时传递至国家电调度中心，调度中心可直接对风电场进行控制。西班牙建立了严格的风电调度计划管理及考核机制，风电场上报的风功率预测曲线误差超过20%将受到惩罚。我国有必要学习西班牙的经验，进一步加强风电场的统一调度管理。

严格的并技术管理是有效利用风电的基础。目前我国风机和风电场性能距世界先进水平还有较大差距，大部分风电机组低电压穿越能力、有功和无功控制能力还不能满足要求，给电的安全稳定运行带来了隐患。德国、西班牙、丹麦等国均制定了严格的风电并技术规范并强制执行，对风电场的电压、频率调节性能和故障穿越能力提出了明确要求，并限期完成老旧风电场的改造。随着风电机组技术的进步，并规范日趋严格。我国应进一步加强风电并技术管理。

电力系统是一个由发电、输电、用电构成的统一整体，进一步加强电力需求侧管理，提高用电负荷对于风电出力的适应性，是提高风电利用水平的有效途径。通过智能电构建智能用电互动平台，建设完善的电动汽车充换电基础设施络，在具备条件的地区建设大容量储能(包括储热/储电)综合利用管理系统，合理调配用户不同时段的用电需求，最大限度满足风电消纳的需要。