中國儲能網(wǎng)訊:大規(guī)模風(fēng)電的消納一直是世界性難題,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,風(fēng)電消納問題更為突出。面對我國風(fēng)資源集中、規(guī)模大、遠(yuǎn)離負(fù)荷中心、難以就地消納等現(xiàn)狀,相關(guān)政府部門、電網(wǎng)企業(yè)將通過加快發(fā)展電網(wǎng)友好型可再生能源技術(shù)、進(jìn)行大規(guī)模儲能技術(shù)研究、發(fā)展智能電網(wǎng)及分布式能源系統(tǒng)、微電網(wǎng)等途徑來解決風(fēng)電消納難題。
大力發(fā)展新能源是我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的客觀要求,然而,去年發(fā)生的風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng)事故,不僅影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,也使得風(fēng)電并網(wǎng)、尤其是消納問題受到社會的廣泛關(guān)注。那么,風(fēng)電并網(wǎng)和消納的核心問題是什么?如何才能進(jìn)一步加大風(fēng)電消納力度,實現(xiàn)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的指標(biāo)?如何推動我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展呢?近日《中國能源報》記者帶著這些問題采訪了國家電網(wǎng)公司以及遼寧、蒙東、河北等地方電力公司和風(fēng)電企業(yè)。
風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展需要整體規(guī)劃
“整個電力系統(tǒng)是瞬間平衡,因此,努力將風(fēng)電改造為電網(wǎng)友好型風(fēng)電有利于推動可再生能源的應(yīng)用,”8月10日,遼寧省電力有限公司總工程師王芝茗告訴記者:“風(fēng)電場開發(fā)要注重可持續(xù)性,風(fēng)電資源不要一次性全開發(fā)完,不能再出現(xiàn)以前的‘跑馬圈地’現(xiàn)象,要有規(guī)劃的開發(fā)風(fēng)電場,因為風(fēng)電機(jī)組也在不斷優(yōu)化、改進(jìn),避免重復(fù)投資建設(shè)。”
去年,我國多個風(fēng)電場發(fā)生了風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故,究其原因,是風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力缺陷所致。對此,遼寧、蒙東等地要求新上風(fēng)電機(jī)組必須具備低電壓穿越功能,并對此前安裝的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行低電壓穿越功能改造。8月10日下午,記者在華能阜新風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司扎蘭山風(fēng)電場采訪時了解到,該風(fēng)場一期工程正在進(jìn)行低電壓穿越測試。華能阜新風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司副總經(jīng)理黃海燕告訴記者:“扎蘭山風(fēng)電場一期工程組要采用的是華銳生產(chǎn)的1.5兆瓦風(fēng)機(jī),后續(xù)項目將優(yōu)選其他風(fēng)機(jī)。”
據(jù)了解,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了2009年、2010年的快速發(fā)展階段后,從2011年下半年開始,各大發(fā)電集團(tuán)開始放緩風(fēng)電場的投資建設(shè)的步伐,各地方政府、電力公司對風(fēng)電場項目的批復(fù)也有所控制,如棄風(fēng)率超過20%的地區(qū)就不再審批新項目。一方面是由風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入相對健康的發(fā)展階段;另一方面,由于外送通道沒有打開,風(fēng)電消納問題嚴(yán)重,被迫降低發(fā)電小時數(shù),以致影響到風(fēng)電企業(yè)的效益,風(fēng)電業(yè)主自然也放緩了開發(fā)速度。
“就好比是原來1個人吃一碗飯,現(xiàn)在10個人吃一碗飯,自然每人配給的量就少了。以遼寧電網(wǎng)為例,預(yù)計2015年風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)700萬千瓦,與原來預(yù)期接納能力差200—300萬千瓦,電網(wǎng)接納能力有限的矛盾就顯現(xiàn)出來。”王芝茗說,“而且,電網(wǎng)建設(shè)速度有限。風(fēng)電場審批、建設(shè)一般要20多個月,配套的電網(wǎng)建設(shè)從規(guī)劃、審批到建完,一般要40多個月。”
能源基地消納風(fēng)電能力有限
加快外送通道建設(shè)才治本
8月11日,記者在蒙東通遼供電公司了解到,目前該公司經(jīng)營范圍內(nèi)的風(fēng)電裝機(jī)已達(dá)350多萬千瓦,占通遼地區(qū)總裝機(jī)容量的46.53%。截至2012年6月底,通遼風(fēng)力發(fā)電達(dá)21.07億千瓦時,占全社會用電量的比重超過20%。通遼供電公司發(fā)展策劃部主任李文學(xué)告訴記者:“這是在合理調(diào)度、盡量壓火電上清潔能源,并保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、大多數(shù)客戶正常用電的情況下讓風(fēng)電出力的最大結(jié)果。”
據(jù)了解,2008年通遼風(fēng)電裝機(jī)僅9.9萬千瓦,目前為350多萬千瓦,遠(yuǎn)景規(guī)劃為1500余萬千瓦。通遼供電公司工會主席于成勇對此表示:“隨著通遼風(fēng)電裝機(jī)進(jìn)一步增加,我們不可能無限度的繼續(xù)壓低火電出力,否則不僅將影響到火電廠的生產(chǎn)、效益,還將對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。”目前通遼供電公司正在給經(jīng)營區(qū)域內(nèi)各大電網(wǎng)加裝安穩(wěn)裝置,將在8月底投運(yùn),屆時可大幅提高風(fēng)電并網(wǎng)能力。如科爾沁500千伏電網(wǎng)上送能力原為50萬千瓦,加裝安穩(wěn)裝置后,可以提高至190萬千瓦。
“但是,加裝安穩(wěn)裝置等措施都治標(biāo)不治本,畢竟通遼地區(qū)工業(yè)有限,不能完全消納。即使送給遼寧、吉林等地區(qū),也不能從根本上解決風(fēng)電的消納問題。一方面遼寧等地也在發(fā)展風(fēng)電、核電,且遼寧的電解鎂等工業(yè)產(chǎn)業(yè)受宏觀經(jīng)濟(jì)影響很大,”李文學(xué)表示,“另一方面,當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否能承受這么多風(fēng)電的擾動、波動都是問題。因此,要解決通遼甚至蒙東地區(qū)的風(fēng)電消納,最終還需要特高壓電網(wǎng)將這些風(fēng)電送到華東、華中、華南等缺電地區(qū)。”
面對未來風(fēng)電并網(wǎng)消納的壓力,李文學(xué)進(jìn)一步解釋說:“各種能源在電網(wǎng)中要有一個優(yōu)化比例,否則將影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。就目前看來,通遼500千伏的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)已難以滿足風(fēng)電發(fā)展的要求,電壓等級不高迫使我們必須控制風(fēng)電出力。相比之下,特高壓電網(wǎng)的承載能力有極大提升,足夠支撐旋轉(zhuǎn)備用功能,不僅可大幅提高電網(wǎng)抗擾動、波動等能力,支撐大風(fēng)電集群,還能有從根本上解決風(fēng)電地消納問題。”
按照相關(guān)規(guī)劃,風(fēng)電2015年并網(wǎng)裝機(jī)容量1億千瓦,2020年2億千瓦。增加的風(fēng)電裝機(jī)主要集中在河北、蒙東、蒙西、吉林、甘肅、山東、江蘇、新疆和黑龍江等9個大型風(fēng)電基地,這些地區(qū)往往難以實現(xiàn)就地消納。對此,國家電網(wǎng)新聞發(fā)言人張正陵指出:“為實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo),國家電網(wǎng)逐個研究各大型風(fēng)電基地的出力特性,分析每個風(fēng)電場的同時率、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),將‘三北’風(fēng)電基地和‘三華’電力市場規(guī)劃為一個整體。”
實現(xiàn)可再生能源發(fā)展目標(biāo)
仍需電網(wǎng)、風(fēng)電場等多方協(xié)作
記者在遼寧、蒙東等地采訪時了解到,盡管這些地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)占當(dāng)?shù)仉娫吹谋壤^高,如通遼的風(fēng)電裝機(jī)甚至占到當(dāng)?shù)仉娫幢戎貙⒔话?,但卻較好的解決了風(fēng)電并網(wǎng)問題,華能阜新風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司扎蘭山風(fēng)電場、大唐新能源興盛風(fēng)電場等從未出現(xiàn)過“跳機(jī)”事故,其中有哪些原因呢?
通遼、阜新等多位基層電力公司的負(fù)責(zé)人告訴記者,在國家電網(wǎng)的統(tǒng)一要求下,地方電力公司對所經(jīng)營地區(qū)內(nèi)風(fēng)電場的可研、設(shè)計審查嚴(yán)格,嚴(yán)格檢測風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力,同時嚴(yán)格把關(guān)風(fēng)電場的線路、升壓站等驗收細(xì)節(jié),再加上積極與風(fēng)電業(yè)主協(xié)調(diào)配合,保證了風(fēng)電的并網(wǎng)運(yùn)行。據(jù)了解,現(xiàn)在風(fēng)電場項目上馬必須要有“電網(wǎng)入網(wǎng)承諾”才能得到相關(guān)部門的批復(fù)。
作為風(fēng)電場出力方,黃海燕告訴記者:“我們在風(fēng)電場可研、規(guī)劃到建成投運(yùn),始終注重與電網(wǎng)企業(yè)密切溝通,注重配合電網(wǎng)的建設(shè)工期,使得扎蘭山風(fēng)電場一期工程沒有出現(xiàn)并網(wǎng)問題。”
大唐(通遼)霍林河新能源有限公司副總工程師王叢發(fā)認(rèn)為:“要保證風(fēng)電場順利并網(wǎng),必須要有中國電科院對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行‘低電壓穿越’檢測,風(fēng)電場要安裝SVG動態(tài)無功補(bǔ)償裝置,配置功率遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),同時風(fēng)電場還要有較準(zhǔn)確的風(fēng)電預(yù)測系統(tǒng),尤其是電網(wǎng)企業(yè)要配合做風(fēng)力預(yù)測等方面的技術(shù)支持。”
據(jù)了解,前幾年開發(fā)風(fēng)電時,風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)商、風(fēng)電開發(fā)商、電網(wǎng)企業(yè)等各方?jīng)]有溝通,各干各的,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),沒有統(tǒng)一的技術(shù)要求。同時,風(fēng)電企業(yè)沒有充分考慮電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律,不太清楚電力系統(tǒng)要實時平衡,當(dāng)時也沒有風(fēng)電場風(fēng)力預(yù)測、低電壓穿越……
張正陵指出:“面對風(fēng)電與電網(wǎng)規(guī)劃前期工作不同步、建設(shè)工期不匹配等困難,國家電網(wǎng)積極跟蹤風(fēng)電項目進(jìn)展,主動與風(fēng)電業(yè)主協(xié)調(diào)配合,超前開展前期工作,千方百計加快風(fēng)電送出工程建設(shè),盡最大努力滿足了風(fēng)電接入電網(wǎng)的需要。截至目前,風(fēng)電、電網(wǎng)各方對風(fēng)電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)等已形成共識。”
大容量儲能技術(shù)仍待突破
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國風(fēng)電集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一,以火電為主,且供熱機(jī)組比重大,燃油燃?xì)饧俺樗钅艿褥`活調(diào)節(jié)電源不足2%,調(diào)峰能力有限,冬季調(diào)峰尤為困難。因此,遼寧、蒙東等電力公司的多位人士都向記者表示,隨著風(fēng)電裝機(jī)比例越來越大,且風(fēng)電裝機(jī)往往處于電網(wǎng)末端,能在當(dāng)?shù)叵{最好,但要與經(jīng)濟(jì)環(huán)境相匹配,而“三北”地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)往往難以消納這些風(fēng)電。對此,國家電網(wǎng)副總經(jīng)理舒印彪指出:“大規(guī)模儲能研究是應(yīng)對大規(guī)??稍偕茉吹募夹g(shù)之一,當(dāng)?shù)叵{最大的問題就是儲能,大規(guī)模的風(fēng)電就需要大規(guī)模的儲能。”
為進(jìn)一步了解儲能技術(shù)在風(fēng)電消納中所發(fā)揮的作用,8月14日,記者來到位于河北省張北縣的國家風(fēng)光儲輸示范工程進(jìn)行了采訪調(diào)查。據(jù)介紹,國家電網(wǎng)在河北省張北縣建設(shè)的國家風(fēng)光儲輸示范工程一期工程已于2011年11月投產(chǎn)。記者在現(xiàn)場看到,一期工程由10萬千瓦風(fēng)電、4萬千瓦光伏發(fā)電和2萬千瓦儲能組成。其中,儲能電站采用磷酸鐵鋰電池14兆瓦、鈉硫電池4兆瓦和液流電池2兆瓦,總?cè)萘?5兆瓦時,多類型儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)應(yīng)用規(guī)模居世界首位。
國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲輸示范電站有限公司儲能專責(zé)?;⑾蛴浾呓榻B:“風(fēng)電、光伏發(fā)電與儲能進(jìn)行智能互補(bǔ),送至220千伏變電站,使平穩(wěn)的電能送到千家萬戶。其中,儲能的作用并不單純是把風(fēng)電、光伏發(fā)出的電儲存起來以后再送出,而是通過實時充放電對風(fēng)電、光伏所發(fā)出的電進(jìn)行平抑,使風(fēng)電、光伏變得可控、可調(diào)、可調(diào)度,甚至接近常規(guī)的火電。”
國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲輸示范電站有限公司副總經(jīng)理徐明也強(qiáng)調(diào):“國家風(fēng)光儲輸示范工程的技術(shù)路線就是讓風(fēng)電、光伏發(fā)電在接入電力系統(tǒng)時變的穩(wěn)定可靠,對電力系統(tǒng)的影響會越來越低,是解決風(fēng)電消納的方法之一。”
然而,目前化學(xué)儲能的經(jīng)濟(jì)性還無法實現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營。舒印彪指出:“國家風(fēng)光儲輸示范工程的儲能技術(shù)是國際領(lǐng)先的,但目前儲能成本較高,達(dá)3.5—5萬元/千瓦時,因此大規(guī)模儲能技術(shù)要實現(xiàn)商業(yè)化還有待發(fā)展。”
因此,為進(jìn)一步加大風(fēng)電消納力度,國家電網(wǎng)建議,要加快調(diào)峰電源建設(shè),深度挖掘火電機(jī)組調(diào)峰能力,加快快速調(diào)節(jié)電源建設(shè),統(tǒng)籌新能源發(fā)展與其他電源發(fā)展,建設(shè)抽水蓄能電站等快速調(diào)節(jié)電源,研究壓縮空氣蓄能、電化學(xué)儲能等大規(guī)模蓄能技術(shù)及應(yīng)用。同時,加快跨區(qū)輸電通道建設(shè),擴(kuò)大新能源消納范圍。此外,完善配套政策,保障風(fēng)電快速可持續(xù)發(fā)展。