近期,國家發布了風電行業的十八項新技術標準,這是我國風電發展歷程中重要的一筆,對于正在謀求戰略調整優化的風電行業無疑是一大利好。而一直以來困擾風電行業發展的并網難題或許也將因此得到解決。
并網難是風電行業發展中的重要瓶頸,這一難題一直是社會各界關注的焦點,許多人甚至因此對電網企業提出質疑和不滿。
這里要對接納風電的概念作出解釋。接納風電,不是電網在接納風電,而是整個電力系統在接納風電。電力系統是由電源、用戶和電網構成。電源包括火電、水電等常規電源,也包括風電等可再生能源,其作用是發電;電網負責將電源發出的電力傳輸給電能的消費者用戶。因此,風電的最終消費者是用戶。在風電的消納過程中,需要常規電源的配合、電網的傳輸和用戶的使用。因此是整個電力系統在接納風電。電網做為電能的運輸通道,本身是不能接納風電的。 目前風電出現的接納難的問題,不是單靠電網企業就能解決的。實際上,單純由于局部電網架構薄弱、輸送能力不足引起的“窩電”問題只是在極個別地區,所占的比例非常小,同時也是暫時性的。而電源結構和負荷特性問題,電網企業是無能為力的。
一個區域電網覆蓋范圍內的用戶用電量大小和負荷特性是決定風電接納能力的根本因素。而目前我國風電集中開發的“三北”地區負荷水平低,用電量少,無法滿足風電大規模開發的消納需求。同時,目前我國也缺少優化負荷特性的政策和機制上的支持。現在很多人提出可以將東北和內蒙古的風電送到華北、華中和華東等負荷中心,這就需要構建若干個長度千千米級別高電壓等級的跨區截域輸電通道,涉及到電網結構和發展模式的根本變化,已經不屬于電網架構薄弱、輸送能力不足的問題了。
我國以煤為主的一次能源利用結構決定了我國的常規電源大部分是火電機組,而且火電機組的調節能力差是制約我國風電接納的主要原因。在這里需要解釋一下為什 么常規電源的調節特性會影響風電的接納。
在電能尚不能進行大規模存儲的今天,電力系統是一個電力的實時平衡系統,發供用需要同時完成。就是說在白天用戶用電多的時候,需要電源多發電,在半夜至凌晨用戶用電少的時候需要電源少發電,電源為適應負荷的變化進行的出力調節稱為調峰。而且大型火電機組無法實現靈活啟停,同時正常運行時發電出力的只能在額定出力的50%~100%范圍內調節。當風電接入電力系統后,由于風能資源具有不可控性,當風電出力增大時,需要火電機組減少出力,才能保證電力系統的發供電實時平衡,當火電機組出力減少到調節范圍的下限時,如果常規電源加上風電的出力仍然比用戶負荷大,系統就無法消納全部的風電,這時就必須限制風電的出力,這就是所謂的“調峰限電”。
風電的消納必須依靠常規電源的靈活調節進行配合,因此在歐美地區的風電發達國家,靈活調節的水電和燃氣電站的容量遠大于風電的裝機容量。而目前我國風電集中開發的“三北”地區,基本沒有燃氣電站,風 電的裝機容量已經遠大于水電的裝機容量,電源調節能力不足成為目前制約風電接納的主要因素之一。
目前,風電接納的另外一個矛盾的焦點是電網調度部門。其實在電源結構、電網結構、負荷特性一定的情況下,調度部門通過優化調度提高風電接納能力的空間是十分有限的。近年來,各級電網調度部門積極努力,建立了以風電功率預測為基礎的風電調度運行技術支持系統,將風電納入日前和日內發電計劃,同時出臺了一系列風電調度運行管理措施,在風電增長翻番的前提下,2010年全國風電利用小時數高于2009年,在提高風電接納能力方面取得了顯著成效。
此外,對于風電接納能力的問題,除了電網企業加快電網建設、優化調度運行外,更需要通過政策的引導優化電源結構、改善負荷特性、提高火電機組參與調峰的積極性,這樣才能提高整個電力系統的風電接納能力。