中國儲能網(wǎng)訊：中國并網(wǎng)風(fēng)電超過美國，已成世界第一風(fēng)電大國。但如何解決好消納難題，成為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電強(qiáng)國的關(guān)鍵突破口之一。
近日，《瞭望》新聞周刊從國家電網(wǎng)公司了解到，今年6月，我國并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到5258萬千瓦，超過美國成為世界第一風(fēng)電大國。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國風(fēng)電用5年多時(shí)間走過了發(fā)達(dá)國家15年的發(fā)展歷程，大電網(wǎng)運(yùn)行大風(fēng)電的能力進(jìn)入世界領(lǐng)先水平，為我國搶占新能源戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)、應(yīng)對全球氣候變化等作出突出貢獻(xiàn)。但與此同時(shí)，我國新能源產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)保持持續(xù)健康發(fā)展，仍需解決配套政策不完善、電網(wǎng)規(guī)劃滯后等一系列突出問題。
風(fēng)電指標(biāo)達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平
“在風(fēng)電迅猛發(fā)展的幾年時(shí)間里，電網(wǎng)既是風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是各種矛盾的焦點(diǎn)。”國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪說，通過近年來的艱苦努力，我國在風(fēng)電規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制、調(diào)度管理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等各個(gè)方面取得了長足的進(jìn)步，對風(fēng)電的發(fā)展規(guī)律和特性有了更深的認(rèn)識，風(fēng)電規(guī)模從小到大，標(biāo)準(zhǔn)從無到有，技術(shù)不斷突破，運(yùn)行控制能力從弱到強(qiáng)，風(fēng)電發(fā)展達(dá)到了一個(gè)新的水平。
“從200多萬千瓦到5000多萬千瓦，我國風(fēng)電用5年多時(shí)間走過了發(fā)達(dá)國家15年的路。”舒印彪說，隨著中國成為世界第一風(fēng)電大國，國家電網(wǎng)也成為世界風(fēng)電接入規(guī)模最大、增長速度最快的電網(wǎng)。今年6月，國家電網(wǎng)調(diào)度范圍并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到5026萬千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量達(dá)到251萬千瓦。其中，蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個(gè)地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)已經(jīng)超過500萬千瓦，目前國際上風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)超過500萬千瓦的國家只有9個(gè)。
據(jù)介紹，在我國風(fēng)電發(fā)展前期規(guī)劃不同步、建設(shè)無規(guī)范、并網(wǎng)缺標(biāo)準(zhǔn)的情況下，國家電網(wǎng)公司積極采取措施，保障國家及各級地方政府核準(zhǔn)的風(fēng)電項(xiàng)目全部及時(shí)并網(wǎng)。為促進(jìn)風(fēng)電發(fā)展，自2006年以來，國家電網(wǎng)公司共投資458億元，建成風(fēng)電并網(wǎng)線路2.53萬公里，新（擴(kuò)）建變電站420座。統(tǒng)計(jì)顯示，2006——2011年，國家電網(wǎng)經(jīng)營范圍內(nèi)風(fēng)電發(fā)電量年均增長96%，并網(wǎng)風(fēng)電量年均增長87%，電網(wǎng)與風(fēng)電基本實(shí)現(xiàn)了同步發(fā)展。
與此同時(shí)，在風(fēng)電消納過程中，我國統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的大電網(wǎng)優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，風(fēng)電利用達(dá)到較高水平。特別是在我國風(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。
數(shù)據(jù)顯示，2010年，國家電網(wǎng)公司運(yùn)營范圍內(nèi)風(fēng)電年均利用小時(shí)數(shù)達(dá)到2095小時(shí)，與歐美大體相當(dāng)。蒙東、蒙西、甘肅酒泉、河北北部4個(gè)地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)占比分別達(dá)到22%、21%、20%、16%，與德國17%、西班牙21%的水平相當(dāng)；今年蒙東、蒙西、甘肅風(fēng)電日發(fā)電量占用電量的比例最高分別達(dá)到72%、28%、26%，超過西班牙等國家水平。
大風(fēng)電營運(yùn)能力顯著增強(qiáng)
電網(wǎng)是新能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于風(fēng)電具有波動(dòng)性和隨機(jī)性的特征，大規(guī)模的風(fēng)電接入給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來新挑戰(zhàn)。國家電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)劃部副主任張正陵說，近年來國家電網(wǎng)公司抓住風(fēng)電發(fā)展中的突出矛盾和關(guān)鍵問題，積極推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的安全有序發(fā)展。
其一，配合風(fēng)電快速發(fā)展，確立了我國電網(wǎng)建設(shè)和消納的全面實(shí)施路徑。2009年以來，國家電網(wǎng)公司緊跟國家風(fēng)電發(fā)展戰(zhàn)略，按照“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的發(fā)展思路，組織中國電科院（300215）、國網(wǎng)經(jīng)研院、國網(wǎng)能源院、有關(guān)網(wǎng)省公司和設(shè)計(jì)咨詢機(jī)構(gòu)，先后開展了各大型風(fēng)電基地輸電規(guī)劃，逐一研究各大型風(fēng)電基地的出力特性，分析每個(gè)風(fēng)電場的同時(shí)率、出力概率分布，按照由近及遠(yuǎn)的原則，“先省內(nèi)、后區(qū)域、再全國”安排風(fēng)電消納市場，統(tǒng)籌風(fēng)電和其他電源建設(shè)，深入挖掘本地系統(tǒng)調(diào)峰能力，同步規(guī)劃抽水蓄能電站，系統(tǒng)提出了相關(guān)地區(qū)的省內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)方案和區(qū)外消納電網(wǎng)方案，將“三北”風(fēng)電基地和“三華”電力市場規(guī)劃為一個(gè)整體。
國家電網(wǎng)公司在規(guī)劃建設(shè)“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架和若干條特高壓直流輸電線路過程中，著重考慮了新能源的消納問題。這些特高壓交流與直流的起點(diǎn)都在國家“十二五”規(guī)劃綱要中提出的五大綜合能源基地，其中，新疆、蒙東、蒙西等地區(qū)既是大型風(fēng)電基地，也是大型煤電基地，通過實(shí)施風(fēng)電與火電聯(lián)合外送，可以有效擴(kuò)大消納范圍。
其二，加快風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，解決“風(fēng)電場建設(shè)沒有規(guī)范”、“接入電網(wǎng)沒有標(biāo)準(zhǔn)”等瓶頸問題。“我國風(fēng)電發(fā)展初期，風(fēng)機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失，制造門檻低、廠商品牌眾多，2009年以前生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)普遍不符合電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，不具備低電壓穿越等基本功能。”舒印彪說，“當(dāng)時(shí)最突出的問題就是設(shè)備制造缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有100多家廠商、幾百個(gè)品種，而核心技術(shù)主要掌握在跨國公司手里。”在國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對滯后的情況下，國家電網(wǎng)公司加快標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，編制修訂了22項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并積極參與多項(xiàng)風(fēng)電國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制，及時(shí)頒布了《風(fēng)電場電氣系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)》《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范》等電網(wǎng)介入規(guī)范。
其三，開展風(fēng)電核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，掌握了先進(jìn)的新能源發(fā)電與送出聯(lián)合調(diào)控技術(shù)。近年來，國家電網(wǎng)公司投入40億元用于新能源研發(fā)，開展科研項(xiàng)目357項(xiàng)，建成了具有世界先進(jìn)水平的國家風(fēng)電儲輸示范工程、國家風(fēng)電技術(shù)與檢測研究中心、國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心等。
其四，建成先進(jìn)的新能源運(yùn)行調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電的“可觀測、可預(yù)報(bào)、可控制”。電力調(diào)度與準(zhǔn)確的功率預(yù)測是風(fēng)電大規(guī)模接入電網(wǎng)的首要條件。近年來，國家電網(wǎng)公司開發(fā)運(yùn)行了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電控制、調(diào)度、預(yù)測系統(tǒng)，建成覆蓋26個(gè)省、全部570座風(fēng)電場新能源運(yùn)行調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，在14家調(diào)度機(jī)構(gòu)建成風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電可監(jiān)測、可預(yù)報(bào)；完善風(fēng)電場無功電壓、通信保護(hù)、運(yùn)行控制系統(tǒng)，建設(shè)電網(wǎng)友好型風(fēng)電場，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場與電網(wǎng)互聯(lián)互通、風(fēng)電可控可調(diào)。
其五，充分發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)跨省跨區(qū)大范圍消納風(fēng)電。在風(fēng)電消納過程中，我國統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的大電網(wǎng)優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。東北、西北電網(wǎng)建設(shè)了風(fēng)電功率自動(dòng)控制系統(tǒng)，每5分鐘動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)電計(jì)劃，最大限度利用跨省通道輸送風(fēng)電。例如，今年4月26日，蒙西電網(wǎng)風(fēng)電日發(fā)電量占比達(dá)到28%，其中1/3風(fēng)電電量由華北電網(wǎng)消納；5月14日，蒙東電網(wǎng)風(fēng)電日發(fā)電量占比達(dá)到72%，其中1/2風(fēng)電電量由東三省電網(wǎng)消納。
其六，幫助風(fēng)電企業(yè)升級完善，推動(dòng)行業(yè)規(guī)范發(fā)展。2011年，我國多地發(fā)生多起并網(wǎng)風(fēng)機(jī)大量脫網(wǎng)事故，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。按照國家能源局和國家電監(jiān)會相關(guān)工作部署，國家電網(wǎng)公司組織技術(shù)小分隊(duì)300余批次，督導(dǎo)和幫助570座風(fēng)電場進(jìn)行以低電壓穿越為主的并網(wǎng)安全整改。同時(shí)，開展了大量檢測工作，幫助風(fēng)電制造企業(yè)系統(tǒng)地梳理核心技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題和缺陷，協(xié)助風(fēng)機(jī)制造企業(yè)升級完善。此外，編制風(fēng)電并網(wǎng)服務(wù)指南，開展風(fēng)電場運(yùn)行人員崗前培訓(xùn)，累計(jì)舉辦600余次培訓(xùn)班，培訓(xùn)風(fēng)電場運(yùn)行管理人員近1萬人次。通過努力，我國風(fēng)力發(fā)電裝備制造水平和風(fēng)電場安全運(yùn)行水平有了明顯的提升。
消納難題將成發(fā)展關(guān)鍵
部分專家認(rèn)為，隨著我國風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步建立以及核心技術(shù)的不斷突破，消納問題將成為制約我國風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
張正陵說，按照國家風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，2015年我國風(fēng)電規(guī)模將達(dá)到1億千瓦、2020年達(dá)到2億千瓦，80%以上集中在“三北”地區(qū)。從局部看，“三北”風(fēng)電比重已達(dá)到20%的較高水平，受市場規(guī)模小、調(diào)峰資源有限、跨區(qū)輸電能力不足等因素制約，進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電的空間已經(jīng)沒有了。
但從全國看，目前風(fēng)電占電源裝機(jī)的比重只有5%，中東部地區(qū)調(diào)峰資源較為豐富，消納風(fēng)電的市場潛力未充分發(fā)揮。目前的關(guān)鍵問題是大區(qū)之間的聯(lián)系還很薄弱，還沒有形成全國統(tǒng)一的大市場和與之相適應(yīng)的全國聯(lián)網(wǎng)能力，難以適應(yīng)下一步風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展和在更大范圍優(yōu)化配置的需要。
據(jù)了解，目前我國電網(wǎng)仍存在諸多制約著新能源消納的因素，其中兩個(gè)因素尤其值得關(guān)注：
一是系統(tǒng)調(diào)峰能力不足。張正陵說，我國風(fēng)電分布集中的“三北”地區(qū)都是以火電為主，冬季的后半夜往往“棄風(fēng)”嚴(yán)重。因?yàn)檫@時(shí)出于供暖需要，熱電機(jī)組無法給風(fēng)電讓道，調(diào)峰尤為困難。而在西班牙燃油燃?xì)饧俺樗钅艿褥`活調(diào)節(jié)電源比例高達(dá)34%，是風(fēng)電的1.7倍；美國靈活調(diào)節(jié)電源比例達(dá)到47%，是風(fēng)電的13倍。
二是跨區(qū)輸送能力不足。我國風(fēng)資源集中、規(guī)模大，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，規(guī)劃建設(shè)的8大千萬千瓦級風(fēng)電基地中，大部分基地所在地區(qū)無法實(shí)現(xiàn)風(fēng)電就地消納，而國外風(fēng)資源相對分散，80%以上的風(fēng)電可接到10千伏以下配電系統(tǒng)，能夠就地消納。內(nèi)蒙古東部電力公司發(fā)策部副主任李彥吉說：“蒙東電網(wǎng)是典型的‘小負(fù)荷、大電源’送端型電網(wǎng)。到今年2月，蒙東地區(qū)發(fā)電總裝機(jī)容量2026萬千瓦，而當(dāng)?shù)刈畲笥秒娯?fù)荷只有約400萬千瓦。我們迫切需要建設(shè)新能源外送通道。”
因此，要解決好我國電網(wǎng)與風(fēng)電匹配發(fā)展的問題，急需加強(qiáng)統(tǒng)一規(guī)劃，完善配套政策，加快調(diào)峰電源和特高壓跨區(qū)輸電通道建設(shè)，擴(kuò)大風(fēng)電消納市場。同時(shí)，汲取風(fēng)電發(fā)展中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對太陽能等其他新能源及早進(jìn)行建章立制工作。
