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国家电网并网风电5026万千瓦 年均增长率87.4%
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华安电力:在不到6年的时间里,国家电网在风电并网领域取得了显著成果。

 

  20126月,我国并网风电5258万千瓦,取代美国成为世界第一风电大国。国家电网调度范围并网风电5026万千瓦,自2006年以来,年均增长率为87.4%。国家电网成为全球接入风电规模最大、增长速度最快的电网。

 

  国家电网公司副总经理舒印彪告诉记者,通过不懈努力和扎实工作,国家电网在风电规划、调度管理、技术标准等各个方面取得了长足进步,对风电发展规律和特性不断加深认识,风电规模从小到大,标准从无到有,技术从跟随到领先,大电网运行大风电能力处于世界领先水平。

 

  “我们用5年多的时间走过了美国、欧洲15年风电发展历程,实现了风电从200万千瓦到5000万千瓦的跨越,发展成果来之不易。”国家电网公司副总经理舒印彪说。

 

  自2006年以来,随着国家对新能源和可再生能源的重视,我国风电发展进入“井喷期”。与此同时,风电技术发展落后、相关标准缺乏、风电发展盲目性与风电快速发展之间的矛盾也日益突出。如何更好更快地规范风电的发展,同时制定统一标准,尽最大努力消纳风电,成为摆在国家电网公司面前的难题。

 

  为此,国家电网做了大量艰苦而卓有成效的工作。

 

  依托新一代智能电网调度技术支持系统,国家电网公司加强统一调度和统一管理,多措并举,着力提升风电并网和消纳水平。一是充分挖掘省级电网调峰潜力。科学安排调度运行方式,统筹火电、水电机组运行,最大限度地实现风电在省级电网的就地消纳。“三北”地区各省通过水电、火电(含供热机组)、抽水蓄能电站实现与风电的互补运行,取得了显著效果。二是充分发挥大电网整体消纳风电的能力。通过优化区域电网的运行方式,实现风能资源跨省区调度和大范围消纳。东北、西北电网建设了风电功率自动控制系统,每5分钟动态调整风电计划,最大限度地利用跨省通道输送风电。三是全面提升风电运行监测水平。建立风功率预测系统,实现了风电可监测、可预报、可调控。建成覆盖26个省、全部570座风电场的新能源调度监测网络,实现了风电场与电网互联互通。

 

  2011年国家电网经营区风电年发电量达到706亿千瓦时,较2006年增长了28.2倍,年均增长96%2006年至2011年,风电年平均利用小时数达到1992小时,2010年达到2095小时,与欧美风电大国大体相当。

 

  2006年以来,国家电网累计投资458亿元,建成风电并网线路2.53万公里,新()建变电站420座。

 

  在科学消纳风电的同时,国家电网公司在国家和行业标准相对滞后的情况下,加快标准体系建设,研究制定了一系列标准和规范,编制修订了22项企业标准。

 

  该公司针对风电场与电网协调配合的核心技术和关键问题,及时颁布《风电场电气系统典型设计》、《风电场接入电网技术规定》、《风电调度运行管理规范》,有效解决了风电场建设没有规范、接入电网没有标准等问题。

 

  面对风电与电网规划前期不同步、建设工期不匹配等困难,国家电网公司积极跟踪风电项目进展,主动与风电业主协调配合,及时调整配套电网工程建设时序,超前开展前期工作,千方百计加快风电送出工程建设,尽最大努力满足了风电接入电网的需要。

 

  2011年,国家电网经营区域内发生8起风电大规模脱网事故,主要发生在甘肃河西走廊、张家口张北等风电场密集区域,严重威胁电网安全稳定运行。电监会发布调查报告,认为事故主要原因在于风机低电压穿越能力缺陷。

 

  低电压穿越能力本该是风机“标准配置”,加之酒泉、张北等地的风电场分布呈现大规模密集并网特点,一家脱网很容易引发“连锁效应”,导致大范围脱网事故。为此,国家电网公司集中力量开展风电反事故措施和检测工作,督导经营区域内570座风电场共36022台风电机组进行以低电压穿越为主的安全整改工作,累计组织技术小分队300余批次、技术人员1000余人次,为发电企业的全面整改提供技术支持。国家电网公司还编制了风电并网服务指南,举办600余次风电场运行人员岗前培训,培训风电场运行管理人员近万人次。

 

  这些都为风电大规模并网及风电场安全运行提供了支持。

 

  尽管在不到6年时间,国家电网公司实现5000多万千瓦的并网,但是随着我国风电的继续快速发展,如何在目前的基础上继续大规模并网消纳,是一个巨大挑战。

 

  在国家电网看来,风电、太阳能等新能源可持续发展的关键是解决消纳问题。从国际经验看,大规模的风电有效消纳和利用是世界性难题。

 

  风能不同于常规的能源,它有三个特点:间歇性、随机性和难以预测性。

 

  此外,我国虽然发电装机十亿多千瓦,但风电消纳问题依然突出,这与我国的风电本身的自然禀赋和能源结构有着重要关系。

 

  首先,我国风电主要集中在三北地区(东北、西北、华北北部),其风电并网装机容量占全国风电总装机容量的90%,规模大,且远离负荷中心,就地消纳市场有限。

 

  其次,三北地区电源结构单一、灵活调节比重不足2%,特别是冬季供热机组多,根本没法调峰,否则就影响供热。冬季负荷最低的时候,与供热机组最小出力基本相等,再发风电就高于负荷,根本没法平衡,在这种情况下,再多的风电都只能放弃。如果快速调峰问题得不到解决,三北地区难以适应风电更大规模建设的要求。

 

  “现在能消纳5000多万千瓦风电,也是我们在区域电网、区域之间有一定联网,加上统一调度、能够统一安排负荷,才能实现这样的消纳水平。”舒印彪说。

 

  在舒印彪看来,目前我国三北地区风电比重达到20%,受多种因素制约,进一步大规模发展风电的空间已经没有了。但从全国看风电占全国装机比重只有5%。因此若要继续大力发展风电,就必须开发中东部、甚至全国消纳市场的潜力。

 

  今年7月,国家能源局发布了《风电发展“十二五”规划》,提出了我国20112020年风电的发展目标、开发布局和建设重点,其中,规划风电2015年并网装机容量达到1亿千瓦,2020年超过2亿千瓦。根据国家规划,重点建设河北、蒙东、蒙西、吉林、甘肃、山东、江苏、新疆和黑龙江等9个大型风电基地,到2015年,这9大基地装机容量总计达到7900万千瓦以上。

 

  这就要求必须加快这些地区电力外送通道建设,使三北地区风电在中东部地区消纳,促进大型风电基地的开发和高效利用。

 

  国家电网电力科学研究院院长肖世杰认为,若要大幅度提高风电消纳水平,必须借助全国的大市场、借助全国抽水蓄能电站的调峰能力,在全国大范围消纳。目前的难题是大区之间的联系太薄弱、没有形成全国统一的大市场和与之相适应的全国联网能力,难以适应未来风电大规模发展和在更大范围优化配置的需要。

 

  在肖世杰看来,风电出力的间歇性和波动性特点是导致风电并网及消纳困难的根本原因。要有效解决这一难题,需要从电源结构、电网结构和电网调度运行等方面着手,尤其要求电网实行统一调度、统一管理、全国联网。

 

  据了解,我国风电资源主要集中在三北地区,但这些地方又难以实现大规模风电就地消纳。我国生产力水平与包括风电在内的一次能源资源呈逆向分布,这客观上决定了我国能源发展必须走集中开发、大范围资源优化配置的道路。加快建设以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,对三北地区丰富的风电资源、太阳能资源、煤电资源实施综合开发、互济配合、打捆外送,在全国范围优化配置,提高风电的消纳能力和电网的安全承载能力。(华安电力