“春風不過玉門關”。西部重鎮(zhèn)甘肅酒泉最大的財富就是風,過去這個因為刮風連草都不長的地方,如今正大步向“風電三峽”的藍景邁進。
但是今年2月,發(fā)生在酒泉的一起“脫電”事故,導致附近16個風電場的598臺風電機組脫網,損失出力84萬千瓦,占事故前酒泉地區(qū)風電出力的54.4%。這為中國高速發(fā)展的風力發(fā)電敲響了警鐘。
7月25日,記者在南京舉行的“智能電網與能效”國際學術會議上了解到,中國用5年完成了歐洲20年才達到的風電產業(yè)規(guī)模,風電裝機容量今年已位居世界第一,但風電市場發(fā)展滯后、風電上網難、技術薄弱等關鍵問題已經凸現(xiàn),如不加以重視解決將會嚴重制約風電產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
在當前全球大力提倡發(fā)展低碳經濟的背景下,風能正逐步成為綠色新能源中不可或缺的成員。在這一輪全球綠色競跑中,中國贏得了先機!
從2005年開始,中國的風電總裝機連續(xù)5年實現(xiàn)翻番。2010年,中國風電總裝機首次登上世界第一的位置。風電領域目前成為能源投資的熱土,國內有24個省市建設了風電場。
根據規(guī)劃,到2020年,我國要在河北、內蒙古東西、甘肅酒泉、新疆、江蘇沿海等地區(qū)建設幾個千萬千瓦級風電基地,打造數(shù)個“風電三峽”。
然而,風電產業(yè)的高速發(fā)展,也帶來了“成長的煩惱”:一是風電場規(guī)劃建設無序,目前,50MW以下的風電可以由地方審批,導致風電開發(fā)規(guī)模不斷擴大,難以控制;二是風電利用率較低,以2009年為例,全國2601萬千瓦的風電裝機容量中,并網風機僅為1613萬千瓦,即使已經并網的風電場也面臨限電問題,難以保證風電機組全部正常發(fā)電,風電資源豐富的內蒙古、新疆、吉林、甘肅等省普遍存在著發(fā)了電上不了網的“棄風”現(xiàn)象;三是重硬件建設輕技術研究,各地普遍存在著拼裝機容量、拼風電設備制造,但卻不注重風電場控制的核心技術與并網標準等軟指標。
同時,由于風電呈現(xiàn)隨機性、間歇性和波動性的特點,與水電、火電等常規(guī)電源相比,目前還沒有辦法像常規(guī)電源一樣對風電場有功出力進行計劃安排和控制。大規(guī)模風電接入電網對電網安全穩(wěn)定運行帶來新的問題和挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在:電網調峰調頻壓力增大、電壓控制難度提高、電網安全穩(wěn)定運行風險增加等。
國網電力科學研究院從事電網穩(wěn)定控制技術研究的李威博士認為,引起這些問題的主要原因,一是風電并網政策和技術標準與風電發(fā)展缺乏有效銜接,包括風電場接入、并網檢測、調度運行三方面的風電并網技術標準,目前僅有部分國家和行業(yè)標準正在開展工作,標準體系尚不完善;二是電網建設與風電發(fā)展不同步,發(fā)電與輸電不屬同一體制范疇,近年來風電快速發(fā)展得益于民營企業(yè)和社會資本的大力介入,而風電場又大多建于電網末端,電網基礎設施薄弱;三是我國以煤電為主的電源結構將長期存在,風電的快速發(fā)展,使得相適應的系統(tǒng)備用和調峰等電網調控手段亟待加強研究和推廣應用。
李威認為,我國正在大力建設發(fā)展的智能電網,很重要的一個指標就是能效,核心是建設一個堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網;谶@兩點,李威認為提高我國風電等新能源的利用率,實現(xiàn)建設速度與質量并重的發(fā)展模式,必須解決三大問題。
一是統(tǒng)籌全國能源規(guī)劃布局,加強技術標準的前瞻性研究與制定。國外十分重視風電標準制定,歐洲各國都對風電并網提出了嚴格的技術要求,并通過立法建立了嚴格的風電并網檢測制度,確保并網風電滿足技術標準要求。最近,我國的風電并網技術國家標準《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》已通過最終審核并已報送國家標準化管理委員會,同時,行業(yè)標準《大型風電場并網設計技術規(guī)范》也已通過最終審核并報送國家能源局。專家希望借助這些標準規(guī)范,促進風電場和電網的和諧發(fā)展和安全可靠運行。
二是加強風電控制與并網技術研究應用。在電網調度方面,國網電科院去年在甘肅酒泉開發(fā)應用的“大型集群風電智能控制系統(tǒng)”使該地區(qū)累計提高風力發(fā)電效率7.05%,增發(fā)電量1.42億千瓦時。而在風電場運行方面,國家則以《風電廠功率預測預報管理暫行辦法》強制要求在2012年前安裝風電功率預測預報系統(tǒng)。記者了解到,南京信息工程大學正在開發(fā)的超短期風力預報系統(tǒng),已經可以對4小時甚至更短時間內的風力作出預測,從而為風電上網提供充足的報批周期。這些技術手段的推廣應用可有效支撐解決風電上網難的問題。
三是加強電網建設。隨著風電發(fā)展進入大規(guī)模開發(fā)階段,歐洲也出現(xiàn)了風電送出端與負荷中心距離較遠的問題,為此13個國家的15個輸電網運營商一項泛歐洲的風電并網研究也應運而生。李威介紹,目前國家電網公司正在實施的“以特高壓電網為骨干網架,各級電網協(xié)調發(fā)展”的堅強智能電網建設戰(zhàn)略,將為充分利用不同地區(qū)風、水、煤等資源互補性和充分發(fā)揮大電網調控能力提供基礎支撐,保障國家規(guī)劃發(fā)展的“風電三峽”綠色電力安全經濟地輸送東部經濟發(fā)達地區(qū),服務我國建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會的戰(zhàn)略目標。