大力發(fā)展新能源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(huì)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(shí)現(xiàn)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的指標(biāo)？如何推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展呢？近日《中國(guó)能源報(bào)》記者帶著這些問題采訪了國(guó)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(gè)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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)，因?yàn)轱L(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(guó)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)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(duì)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(duì)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(chǎng)采訪時(shí)了解到，該風(fēng)場(chǎng)一期工程正在進(jìn)行低電壓穿越測(cè)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(chǎng)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(xiàng)目將優(yōu)選其他風(fēng)機(jī)。”
據(jù)了解，我國(guó)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(chǎng)的投資建設(shè)的步伐，各地方政府、電力公司對(duì)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)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(xiàng)目。一方面是由風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入相對(duì)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(shí)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(gè)人吃一碗飯，現(xiàn)在10個(gè)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(jì)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(chǎng)審批、建設(shè)一般要20多個(gè)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(gè)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(yíng)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(shí)，占全社會(huì)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(huì)主席于成勇對(duì)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(duì)整個(gè)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(yíng)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(shí)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(dòng)、波動(dòng)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(duì)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(gè)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(jí)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(dòng)、波動(dòng)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(gè)大型風(fēng)電基地，這些地區(qū)往往難以實(shí)現(xiàn)就地消納。對(duì)此，國(guó)家電網(wǎng)新聞發(fā)言人張正陵指出：“為實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標(biāo)，國(guó)家電網(wǎng)逐個(gè)研究各大型風(fēng)電基地的出力特性，分析每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)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(guó)”安排風(fēng)電消納市場(chǎng)，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(chǎng)規(guī)劃為一個(gè)整體。”
實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)展目標(biāo)
仍需電網(wǎng)、風(fēng)電場(chǎng)等多方協(xié)作
記者在遼寧、蒙東等地采訪時(shí)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(chǎng)、大唐新能源興盛風(fēng)電場(chǎng)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(guó)家電網(wǎng)的統(tǒng)一要求下，地方電力公司對(duì)所經(jīng)營(yíng)地區(qū)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的可研、設(shè)計(jì)審查嚴(yán)格，嚴(yán)格檢測(cè)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力，同時(shí)嚴(yán)格把關(guān)風(fēng)電場(chǎng)的線路、升壓站等驗(yàn)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(chǎng)項(xiàng)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(chǎng)出力方，黃海燕告訴記者：“我們?cè)陲L(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)順利并網(wǎng)，必須要有中國(guó)電科院對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行‘低電壓穿越’檢測(cè)，風(fēng)電場(chǎng)要安裝SVG動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，配置功率遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，同時(shí)風(fēng)電場(chǎng)還要有較準(zhǔn)確的風(fēng)電預(yù)測(cè)系統(tǒng)，尤其是電網(wǎng)企業(yè)要配合做風(fēng)力預(yù)測(cè)等方面的技術(shù)支持。”
據(jù)了解，前幾年開發(fā)風(fēng)電時(shí)，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(shí)，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(shí)時(shí)平衡，當(dāng)時(shí)也沒有風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力預(yù)測(cè)、低電壓穿越……
張正陵指出：“面對(duì)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(guó)家電網(wǎng)積極跟蹤風(fēng)電項(xiàng)目進(jìn)展，主動(dòng)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(jì)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(duì)風(fēng)電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)等已形成共識(shí)。”
大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)仍待突破
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)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(duì)此，國(guó)家電網(wǎng)副總經(jīng)理舒印彪指出：“大規(guī)模儲(chǔ)能研究是應(yīng)對(duì)大規(guī)模可再生能源的技術(shù)之一，當(dāng)?shù)叵{最大的問題就是儲(chǔ)能，大規(guī)模的風(fēng)電就需要大規(guī)模的儲(chǔ)能。”
為進(jìn)一步了解儲(chǔ)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(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程進(jìn)行了采訪調(diào)查。據(jù)介紹，國(guó)家電網(wǎng)在河北省張北縣建設(shè)的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程一期工程已于2011年11月投產(chǎn)。記者在現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)能組成。其中，儲(chǔ)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(shí)，多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)應(yīng)用規(guī)模居世界首位。
國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站有限公司儲(chǔ)能專責(zé)牛虎向記者介紹：“風(fēng)電、光伏發(fā)電與儲(chǔ)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(chǔ)能的作用并不單純是把風(fēng)電、光伏發(fā)出的電儲(chǔ)存起來以后再送出，而是通過實(shí)時(shí)充放電對(duì)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(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站有限公司副總經(jīng)理徐明也強(qiáng)調(diào)：“國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)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(shí)變的穩(wěn)定可靠，對(duì)電力系統(tǒng)的影響會(huì)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(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性還無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。舒印彪指出：“國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程的儲(chǔ)能技術(shù)是國(guó)際領(lǐng)先的，但目前儲(chǔ)能成本較高，達(dá)3.5—5萬元/千瓦時(shí)，因此大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)要實(shí)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(guó)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(chǔ)能等大規(guī)模蓄能技術(shù)及應(yīng)用。同時(shí)，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。
