“十一五”期間，中國風(fēng)電領(lǐng)域的成就舉世矚目，風(fēng)電開發(fā)規(guī)模連續(xù)五年翻番。截至2010年底，全國風(fēng)電吊裝容量達(dá)到4183萬千瓦，建設(shè)容量達(dá)到3580萬千瓦，并網(wǎng)容量達(dá)到3107萬千瓦，初步形成八大風(fēng)電基地規(guī)?；_發(fā)的格局。我國已成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量增長速度最快、新增裝機(jī)容量最多的國家。
大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)是世界性難題，我國風(fēng)電“大規(guī)模開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送”的特點(diǎn)，給我國風(fēng)電并網(wǎng)帶來更大的挑戰(zhàn)。我國風(fēng)電資源開發(fā)的潛力巨大，2015年我國風(fēng)電規(guī)模將超過9000萬千瓦，2020年將超過1.5億千瓦。未來要實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展，還需要科學(xué)認(rèn)識(shí)我國風(fēng)電發(fā)展中面臨的問題，探索適合我國風(fēng)電發(fā)展特點(diǎn)的解決途徑，促進(jìn)風(fēng)電持續(xù)健康發(fā)展。
統(tǒng)一規(guī)劃是風(fēng)電持續(xù)健康發(fā)展的前提。風(fēng)電出力特性客觀上需要其它電源與之相匹配，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)，這就要求風(fēng)電要與其它電源統(tǒng)一規(guī)劃、風(fēng)電與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃。目前由于風(fēng)電規(guī)劃調(diào)整頻繁，風(fēng)電規(guī)劃與其他電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)，兩級(jí)審批造成風(fēng)電項(xiàng)目拆批現(xiàn)象嚴(yán)重，給風(fēng)電及時(shí)并網(wǎng)和消納帶來困難。
統(tǒng)一規(guī)劃是風(fēng)電大國西班牙健康發(fā)展風(fēng)電的成功經(jīng)驗(yàn)。西班牙制定了明確的風(fēng)電規(guī)劃目標(biāo)并嚴(yán)格執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了每年新增150萬千瓦左右的均衡發(fā)展。2009年起，西班牙實(shí)行風(fēng)電預(yù)分配登記制度，規(guī)定新建風(fēng)電場項(xiàng)目必須向中央政府管理機(jī)構(gòu)提交包括電網(wǎng)公司并網(wǎng)許可函在內(nèi)的一系列證明文件，未納入規(guī)劃的風(fēng)電場一律不享受政府電價(jià)補(bǔ)貼，有效避免了風(fēng)電的無序發(fā)展。
而良好的電源結(jié)構(gòu)和充足的備用是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電充分利用的基礎(chǔ)。風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)速度快的特點(diǎn)，客觀上需要一定規(guī)模的靈活調(diào)節(jié)電源與之相匹配。燃煤機(jī)組調(diào)峰深度為50%左右，供熱機(jī)組僅5%～10%，燃?xì)夂统樗钅軝C(jī)組調(diào)峰深度可達(dá)100%。以30萬千瓦機(jī)組為例，燃煤機(jī)組熱態(tài)調(diào)節(jié)速率為0.3萬千瓦/分鐘，具有靈活調(diào)節(jié)能力的燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)節(jié)速率可達(dá)1.5～3萬千瓦/分鐘，抽水蓄能機(jī)組可達(dá)15萬千瓦/分鐘。我國風(fēng)資源豐富的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)以火電為主，東北地區(qū)煤電比重超過80%，華北地區(qū)煤電比重超過90%，具有靈活調(diào)節(jié)能力的水電（包括抽水蓄能）和燃?xì)獾入娫春苌?。隨著風(fēng)電開發(fā)規(guī)模逐漸增大，系統(tǒng)調(diào)峰壓力越來越大，特別在冬春季節(jié)，火電機(jī)組的供熱期和風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電期相疊加，系統(tǒng)調(diào)峰非常困難，風(fēng)電消納受到制約。
電源結(jié)構(gòu)與風(fēng)電發(fā)展水平相匹配以及充足的備用是西班牙等國家風(fēng)電利用水平高的主要原因。2010年，西班牙伊比利亞半島電網(wǎng)最大負(fù)荷是4412萬千瓦，裝機(jī)容量是最大負(fù)荷的2.2倍，系統(tǒng)備用水平全球最高。西班牙電源結(jié)構(gòu)中燃油燃?xì)饧俺樗钅軝C(jī)組等靈活調(diào)節(jié)電源所占比例為34.3%，約為風(fēng)電的1.7倍。2000-2010年期間，西班牙風(fēng)電增加1775萬千瓦，燃油燃?xì)怆娫丛黾?801萬千瓦，這是2010年西班牙風(fēng)電裝機(jī)比例達(dá)到20.3%、風(fēng)電發(fā)電量占全部用電量的比例達(dá)到16%的重要因素。2010年11月9日凌晨3點(diǎn)35分，西班牙電網(wǎng)風(fēng)電出力占系統(tǒng)負(fù)荷比例的瞬時(shí)值達(dá)到54%，其中靈活電源對(duì)消納風(fēng)電的貢獻(xiàn)率達(dá)到93.2%。
解決我國風(fēng)電消納的根本途徑是大風(fēng)電融入大電網(wǎng)。一方面不同地區(qū)風(fēng)電場出力存在互補(bǔ)性，風(fēng)電場分布范圍越大，風(fēng)電出力的總體波動(dòng)性越小，大電網(wǎng)能夠充分利用不同區(qū)域風(fēng)電的互補(bǔ)性，平滑風(fēng)電出力的波動(dòng)；另一方面，風(fēng)電的進(jìn)一步發(fā)展，客觀上需要擴(kuò)大風(fēng)電消納范圍。電網(wǎng)規(guī)模越大，風(fēng)電裝機(jī)占負(fù)荷的比例越小，風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響越小。
我國的山東、江蘇等地風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模超過百萬千瓦，由于電網(wǎng)規(guī)模大，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電的及時(shí)消納；通過蒙西電網(wǎng)與京津唐電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，低谷時(shí)段蒙西風(fēng)電消納能力提高了50%。丹麥?zhǔn)潜睔W電網(wǎng)的一部分，與周邊國家電網(wǎng)聯(lián)系緊密，通過與挪威的大規(guī)模電力交換，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電的高效利用。
我國風(fēng)電主要集中在“三北”和東南沿海地區(qū)，八個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地開發(fā)規(guī)模占全國總規(guī)模的80%,集中度很高，當(dāng)?shù)叵{空間非常有限。研究表明，加大跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)、擴(kuò)大風(fēng)電在“三華”電網(wǎng)消納范圍，2015年全國風(fēng)電消納能力可從6500萬千瓦提高到1億千瓦，2020年提高到1.6億千瓦。
另外，風(fēng)火聯(lián)合開發(fā)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)輸電是破解我國風(fēng)電“大規(guī)模開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送”難題的有效途徑。在本地電網(wǎng)充分消納風(fēng)電的基礎(chǔ)上，風(fēng)火聯(lián)合開發(fā)，建設(shè)特高壓跨區(qū)輸電通道，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)送電，可進(jìn)一步增大風(fēng)電開發(fā)規(guī)模、擴(kuò)大風(fēng)電消納市場，有效提高風(fēng)電利用水平，也是提高風(fēng)電外送經(jīng)濟(jì)性的重要途徑。與純風(fēng)電外送相比，風(fēng)火聯(lián)合開發(fā)、網(wǎng)對(duì)網(wǎng)送電具有兩點(diǎn)優(yōu)勢：一是火電上網(wǎng)電價(jià)較低，能大幅降低平均上網(wǎng)電價(jià)；二是火電參與風(fēng)電調(diào)節(jié)，能保證輸電通道的利用小時(shí)數(shù)，有效降低輸電價(jià)。
盡管我國電網(wǎng)企業(yè)在風(fēng)電功率預(yù)測方面開展了大量工作，但目前風(fēng)電場的管理技術(shù)手段還相對(duì)滯后，風(fēng)電場基本沒有建立風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)，風(fēng)電場自動(dòng)發(fā)電控制尚不能接受調(diào)度指令等制約了風(fēng)電的統(tǒng)一調(diào)度。
加強(qiáng)統(tǒng)一調(diào)度是西班牙保證風(fēng)電消納的重要手段。西班牙規(guī)定：所有裝機(jī)容量超過1萬千瓦的風(fēng)電場都必須安裝實(shí)時(shí)遙測和控制系統(tǒng)，風(fēng)電場的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)傳遞至國家電網(wǎng)調(diào)度中心，調(diào)度中心可直接對(duì)風(fēng)電場進(jìn)行控制。西班牙建立了嚴(yán)格的風(fēng)電調(diào)度計(jì)劃管理及考核機(jī)制，風(fēng)電場上報(bào)的風(fēng)功率預(yù)測曲線誤差超過20%將受到懲罰。我國有必要學(xué)習(xí)西班牙的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)電場的統(tǒng)一調(diào)度管理。
嚴(yán)格的并網(wǎng)技術(shù)管理是有效利用風(fēng)電的基礎(chǔ)。目前我國風(fēng)機(jī)和風(fēng)電場性能距世界先進(jìn)水平還有較大差距，大部分風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力、有功和無功控制能力還不能滿足要求，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了隱患。德國、西班牙、丹麥等國均制定了嚴(yán)格的風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范并強(qiáng)制執(zhí)行，對(duì)風(fēng)電場的電壓、頻率調(diào)節(jié)性能和故障穿越能力提出了明確要求，并限期完成老舊風(fēng)電場的改造。隨著風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的進(jìn)步，并網(wǎng)規(guī)范日趨嚴(yán)格。我國應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)管理。
電力系統(tǒng)是一個(gè)由發(fā)電、輸電、用電構(gòu)成的統(tǒng)一整體，進(jìn)一步加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，提高用電負(fù)荷對(duì)于風(fēng)電出力的適應(yīng)性，是提高風(fēng)電利用水平的有效途徑。通過智能電網(wǎng)構(gòu)建智能用電互動(dòng)平臺(tái)，建設(shè)完善的電動(dòng)汽車充換電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，在具備條件的地區(qū)建設(shè)大容量儲(chǔ)能（包括儲(chǔ)熱/儲(chǔ)電）綜合利用管理系統(tǒng)，合理調(diào)配用戶不同時(shí)段的用電需求，最大限度滿足風(fēng)電消納的需要。
