作为山东改善能源结构中的重要一环,风电已成为内外资竞相涌入的“蓝海”。在国家收回规范地方风电审批权之后,山东风电市场迎来“有序发展”时期。
随着国家节能减排政策的推进,我国风电产业必将进一步发展,山东电网将接入更多风电,但如何使大规模风电和电网协调发展和运行是目前急需解决的问题。山东电力集团公司在调度控制上,保障优先消纳风电,确保大量风电接入电网的安全稳定运行。
100%年增速已持续8年
山东是中国风能资源丰富的地区之一。据评估,山东风能资源总量约6700万千瓦,主要集中在半岛沿岸地区、海岛和山区海拔较高的平坦区域。
1985年,山东台风电机组在荣成市马兰湾建成,标志着山东探索风能源开发利用的开始。随着国家和各级政府对发展新能源的日益重视,从2006年开始,华能、鲁能、华电、大唐和国华等大型电力公司积极投入到山东的风电建设中,山东风电产业出现了迅速增长的态势。
自2004年以来,山东省风电的发电量、装机容量年增长均在100%左右。截至今年4月底,山东电网并网风电场有49座,装机容量达到306.4万千瓦,预计到今年年底,山东电网风电装机总容量将达到500万千瓦以上。今年4月份,山东的风电高发电负荷达250.6万千瓦,再创历史新高,山东电网风电月平均利用小时数为211.78小时。
风电已成为山东发展快的新能源产业。随着新增风电项目的陆续开工建设,山东风力发电装机规模持续扩张,山东风电产业迎来历史性发展机遇。按照我省的规划,今后将重点在烟台、青岛、威海、滨州、东营、潍坊等沿海地区建设大型风电场,并逐步向浅近海域发展,建设一批海上风电项目。
电网安全遭遇挑战
“风电在带来绿色清洁能源的同时,也给电网安全带来了严峻挑战,其间歇性和逆调峰性,对电网稳定运行和调峰调压影响较大,特别是对于山东这种火电机多、调峰困难大的省份,电网调峰的能力决定了风电接纳的能力。”山东电力调度中心新能源管理负责人说。
电网对风电的接纳能力是有一定限度的,一方面是由于风电本身固有的随机性、间歇性特点造成的,主要是在夜间低负荷时,火电机组的小出力基本是额定容量的一半左右,当风力发电很大时,火电机组需要停机来保证整个电网负荷平衡,但是由于风电的不确定性,为保障白天高负荷期间的供电,火电机组是不能随意停机的。
而盲目发展也给风电产业带来诸多隐患。个别地区风电发展过快过多,并网点集中,而原来的电网结构没有能力容纳大量风电集中接入的,这会导致电网出现安全稳定问题。在保证电网安全运行的条件下,集中接入的风场只能减少并网发电功率,这就会降低风电场的发电效率。
风电的反调峰特性增大了电网的调峰难度。风电功率的随机性和间歇性导致风电容易出现反调峰情况,山东风电的反调峰特性较为明显,给电网的调峰带来了困难,而山东电网缺少水电、燃气和抽水蓄能机组,调峰能力不足,因此山东电网的调度管理随着风电的大规模接入面临着极大的调峰困难和挑战。
据了解,由于风电发展过快,配套设施、管理措施和人员培训不到位,目前风电场的运行管理不够完善,多数并网运行的风电场存在未投运风电功率预测系统、不具备有功功率调节能力、不具备低电压穿越能力、监控系统未与调度机构监控系统进行联接、运行人员的电网运行知识匮乏等问题,降低了风电并网运行的可靠性,使风电场的并网运行存在很大的安全隐患。
消纳新能源电力还需创新攻关
风电大规模接入的同时给山东电网的安全稳定运行带来了一系列问题和隐患,如何消纳大规模风电、实现电网安全、经济、节能运行的佳协调,是目前亟待解决的问题。
山东电力调度控制中心在总结以往风电并网运行经验的基础上,借鉴西北、内蒙、东北风电并网运行的经验教训,认真分析目前并网风电运行存在的问题和隐患,结合山东电网风电未来的发展趋势,确立了“依靠科技创新、加强并网调度管理”的大规模风电调度管理思路。
2011年调度控制中心与中国电科院等单位联合开展了“新能源调度技术支持系统”科技攻关,新能源调度技术支持系统是集新能源预测及监控为一体的综合调度控制系统,在国内将“基于不同置信度的误差带预测技术”和“风电场功率预测、校验、修正、再预测等系列闭环技术”应用于实际生产,提高了新能源发电功率预测的准确性。
随着风电并网规模的迅速增长,2012年调度控制中心将依托清华大学进行“含大规模风电接入的电网发电调度模式与关键性技术研究与应用”科技创新,该项目的实施将全面推进山东电网调度向智能电网调度转型,具备调度大规模风电的技术支撑手段,全面提升山东电网消纳风电的能力。
针对山东风电并网运行出现的问题,山东电力调度控制中心还建立了风电并网调度管理的制度标准和规范,为大规模风电接入电网的科学管理提供标准依据,建立了符合山东电网实际情况的大规模风电消纳模式。
相关专家表示,我国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持高速发展。凭借丰富的风能能源和日益优化的投资环境,山东风电市场吸引着众多国内外风电企业纷纷抢滩。
山东发改委相关负责人表示,山东将鼓励海陆域风电建设,开发山区风能资源,推进海上风电示范项目,着力打造5个百万千瓦海上风电基地。力争到2015年和2020年,分别实现全省风电装机600万和1000万千瓦目标。
