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国家电网:风电发展的“推进器”

行业上下游中国仪表网2013年04月07日 17:18人气:17776

  在国家政策支持下,近年来我国风电发展迅速。截至2012年底,并网容量达到6083万千瓦,居世界第一位,占全国发电总装机容量的5.3%。风电装机主要集中在西北、华北和东北地区,约占风电全部容量的87%。
  
  据中电联统计,2006-2012年,全国风电利用小时数分别为1917、2015、2046、2077、2047和1875和1893小时,并在2009年达到最高值,2010年和2011年连续下降,2012年略有回升。
  
  我国出现明显的弃风限电始于2010年,2011年全国弃风限电总量超过100亿千瓦时,平均利用小时数大幅下降,个别省份甚至降至1600小时左右,风电场运行经济性严重下降。
  
  据国家电监会2012年7月发布的《重点区域风电消纳监管报告》,2011年“三北”地区风电场平均利用小时数1907小时,同比下降266小时,弃风电量达123亿千瓦时,弃风率约16%,电费损失约66亿元,折合火电标煤384万吨,折合二氧化碳760万吨。“三北”风资源较好地区的风电设备利用小时数低于中、东部和南方风资源一般的地区。内蒙古、吉林、甘肃等风资源大省低于云南、贵州、江西等风资源一般的省份。
  
  据国家能源局发布的消息,2012年全国弃风电量约200亿千瓦时,与2011年相比几乎翻番,相当于浪费了670万吨标准煤,经济损失超过100亿元,不仅造成能源浪费,更加重了环境污染。从目前各地电源、电网结构及电力需求增长趋势看,2014年之前“三北”地区弃风限电问题很难缓解。
  
  2011年丹麦、西班牙和德国的风电装机容量占总发电容量的40%、20%和15%,风电量则占总发电量的22%、18%和10%。反观我国弃风严重的地区和省份,风电在全社会用电量中所占比重还很低,例如2011年东北、华北和西北三个地区只达到6.5%、4.2%和2.8%,甘肃、吉林和黑龙江三个省只达到7.7%、6.3%、5.6%。国内外情况对比表明,我国出现的严重弃风限电现象,并不是风电发展饱和所致。
  
  本文认为,我国风电弃风限电的原因可以归纳为以下三个方面:
  
  一、风电建设规划不完善
  
  风电规划中存在“重发、轻供、不管用”的问题。甘肃、蒙东、蒙西和冀北等大型风电基地都位于经济发展程度较低的地区,本地电量消纳空间有限,而电网外送能力又不足,只能弃风。
  
  风电与并网投资存在不匹配的现象。据国家电监会发布的《重点区域风电消纳监管报告》,截至2011年底,国家电网公司风电并网工程累计投资440亿元,还不到2006年至2011年电网建设总投资的5%,而同期全国电源投资中,风电达到4098亿元,占电源建设投资的16%。
  
  风电与电网规划需要进一步协调。风电项目前期工作周期短、核准快且建设周期短,但配套的电网送出工程则相反。部分地区还存在风电规划和建设时序不断调整、项目规模和进度远超规划,以至于配套送出工程难以在电网规划和建设时统筹安排。
  
  二、风电市场运行机制需要健全
  
  当前以计划电量为基础的交易模式不利于风电消纳。目前节能发电调度还未在全国范围内得到全面推行,电源间的竞争主要体现在计划电量分配上,风电的节能降耗和减排贡献得不到合理评估,清洁优势没有完全体现出来。由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点,电网收购风电的成本高于水、火电,因此风电竞争力比水、火电差,在争取计划电量指标时处于不利地位。
  
  系统辅助服务未实现市场化导致风电送出受阻。风电出力不稳定,需要其他电源为其提供调峰服务,但目前这类辅助服务的价格还没有通过市场手段解决,而是由其他电源无偿提供,因此在冬季供热期间调峰容量紧缺时,弃风限电特别严重。
  
  三、风电调度运行水平不高
  
  目前部分风电场运行水平偏低、机组缺乏低电压穿越能力,增加了电网调度运行的难度。部分地区电网中的风电功率预测系统和风电场监控系统尚不完备,没有真实反映风电功率的波动性和随机性特征,导致系统运行方式偏于保守,调度运行中预留了过大的安全余量,也是造成弃风限电的重要因素。
  
  和风电利用先进的国家相比,我国风电还有广阔发展空间。要解决风电消纳问题,促进风电可持续发展,既需要推进电力市场化改革,建立科学的政策体系和公平公正的市场环境,也需要优化规划电源结构和电网布局,扩大风电消纳市场,还需要通过科技创新,推动风电生产和消费革命。
  
  优化电源结构和电网布局
  
  根据能源发展总体规划,结合区域资源情况和市场消纳能力,坚持风电发展与电网规划相结合的原则,制定统一的风电和电网规划方案。
  
  科学安排风电资源开发时序和建设进度,保证风电项目与送出工程的协调推进。坚持集中开发与分布式发展相结合,在开发大型风电基地通过高压网远距离送出的同时,积极建设中小型风电项目接入配电网就地消纳。
  
  改善电源结构,提高电网输送能力。规划建设抽水蓄能、燃气发电等调峰、调频电源,促进风电与其他电源协调发展,加强风电输电通道建设,解决风电送出瓶颈。
  
  推进电力市场化改革
  
  改变当前以计划电量为基础的电力系统运行模式。加快市场化改革,允许发电企业、用户、民营资本等组织和个人投资运营专为风电等可再生能源发电项目接入的微电网系统。
  
  建立健全风电交易机制。制定优先保证包括风电等可再生能源全额收购的市场机制和激励政策,实行绿色配额交易制度,风电配额可以在电网之间进行交易,对化石能源发电业务实行碳税和资源税,增加对风电等可再生能源补助资金来源。
  
  完善风电电价和补贴政策。风电上网电价实行政府指导价,在保证投资回报率的基础上,按招标形成的价格确定,专为风电等可再生能源发电项目接入电网系统产生的工程投资和运行维护费用,应按社会成本加合理利润和税金的定价原则进行足额补助,对为风电调峰的电源给予市场化的辅助服务补助。
  
  科技创新推动风电生产和消费革命
  
  创新风电生产和消纳模式,大力研发推广使用新型风机、提高风电场建设质量,推进海上风电和低风速地区风场建设。在“三北”的适宜地区,开展以分散式风电及储能设施等为主、电网为辅的微电网运行示范。
  
  建立风电友好型电网,改善系统负荷特性。加强风电功率预测和运行监控系统建设,优化电网运行方式,形成科学的开停机和备用计划,提高风电调度运行精细化水平;加大跨省区调峰调度,挖掘系统调峰潜力,提高风电与水、火电的协调运行能力;推进产业结构调整,发展和培育当地负荷,吸引高耗能产业向风电外送困难地区转移,在北方风电集中地区,推广风电供热和排灌等技术,拓展利用方式,促进风电就地消纳。
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