今年1月,先后有21個風電場獲批接入新疆電網,總容量103.95萬千瓦。按照計劃,年內還將有近20個風電場獲批入網。新疆九大風區中目前已經開發的有六個,印有國電、大唐等公司標識的風機正在全疆各地快速布點。預計2013年,全疆風電裝機容量將達到650萬千瓦。新疆風電的發展勢頭超出了很多人的預期,那么其并網現狀究竟如何?特高壓通道建設能給當地風電發展帶來怎樣的幫助?
現場考察風電場建設?!?/p>
達坂城風電場。
現狀 千萬千瓦級風電基地并非遙不可及
新疆風能資源儲量極為豐富,陸上風能資源占全國資源總量近40%,可開發利用風區總面積約15萬平方公里。而截至4月16日,新疆風電裝機容量僅為156萬千瓦,占裝機總容量7%左右,在全國各省區市中排在第9位。對此,新疆電力調度通信中心水電及新能源處處長常喜強用“潛力巨大、前景廣闊”來形容當前的形勢。
他告訴記者,由于新疆電網的電量一直有富余,所以風電真正快速發展是2010年新疆與西北電網聯網工程投運之后的事。“每年大約增加10個風電場、50萬千瓦容量,增長率在50%左右。目前在建的裝機容量為61萬千瓦,已經核準的大約在150多萬千瓦。”
根據國家電網公司的規劃,實施“疆電外送”特高壓直流輸電工程建設,需要配套火電裝機規模約3600萬千瓦、風電1000萬千瓦。1000萬千瓦的風電相對于目前全疆最高2000多萬千瓦的負荷來說,絕對算得上一個大手筆,它撬動了新疆風電發展的大局,點燃了各大企業發展風電的熱情。
哈密與甘肅接壤,距中原負荷中心地區最近,投資少,損耗低,是“疆電外送”的主戰場和橋頭堡,也是±800千伏哈密南—鄭州、哈密北—重慶特高壓直流輸電工程以及新疆與西北電網聯網750千伏第二通道工程的起點。
在哈密有名的風區三塘湖,記者看到,一片一片的風機在一望無垠的戈壁灘上拔地而起,風機上印著各大企業的標識。付濤是華能新能源股份有限公司新疆馬蓮泉風電場的值長,馬蓮泉風電場也是當地目前唯一投運的風電場。他說,2009年4月他們剛來的時候,這里基本就是一塊荒地,可以隨意圈地發展。之后的幾年,其他公司都來了,現在風況好的地方都被圈得差不多了。
在馬蓮泉風電場值班室的墻上,記者看到三塘湖地區的風電發展規劃圖,圖上密集的線型、符號標識著不同企業正在建設或將要建設的風電場,塊與塊之間的距離已經很接近。
據哈密電業局發展策劃部主任劉浩軍介紹,哈密地區的風能主要集中在哈密東南部、三塘湖—淖毛湖、十三間房三大風區。其中東南部風區規劃裝機規模200萬千瓦,三塘湖—淖毛湖風區規劃裝機規模300萬千瓦,十三間房風區規劃裝機規模100萬千瓦,加在一起總共600萬千瓦。“這些風電主要將通過哈密北—重慶特高壓直流工程、新疆與西北聯網第二通道工程外送。”
當然,新疆風電發展的迅猛勢頭與其盈利能力也不無關系。據《中國證券報》報道,新賽股份與國電新疆電力有限公司合資開發已經投產的全部風電場,自有資金財務內部收益率高于18%。而其盈利能力提升源自三個方面:首先,政府和新疆電力公司加大對風電場入網的支持力度;其次,隨著在風電場投資建設方面經驗的增加,目前這兩家公司建設1萬千瓦的風電裝機容量,僅需投入7000萬元,而以往業內普遍公認的是8000萬元,成本大幅度下降;第三,隨著建設經驗的增加,單個風電場的建設周期從以往的兩年縮短到現在的7個月。
入網 在保證電網安全的前提下最大限度接納風電
隨著風電裝機容量的快速增長和在總裝機容量中比例的提高,風電的間歇性和隨機性對新疆電網的調峰調頻能力提出了嚴峻挑戰。“我們在調度上努力挖掘現有電網的潛力,最大限度接納風電,但調峰調頻依然難度很大。”常喜強坦言。
新疆的風能相較全國而言穩定性較好,在已投運的風電場中,2011年全年平均可利用小時數達2259小時,最大出力占風電裝機容量的75%~80%。在付濤看來,這樣的風況算得上“非常理想”,他稱三塘湖地區4到10月的大風季為“恒風季”。
馬蓮泉風電場還應用變槳距風機、低電壓穿越功能、風功率預測系統、風功率控制系統等,利用先進技術盡力保證風機輸出功率的穩定。
盡管如此,與火電和水電相比,風電的不穩定性仍然表現得相當明顯。在哈密電業局電力調度通信中心的電腦上,記者看到,馬蓮泉風電場4月18日最大輸出功率是最小輸出功率的兩倍以上,近期天與天之間的波動性也較大。“目前,哈密電網的總裝機容量是112.2萬千瓦,風電的裝機容量是14.85萬千瓦,占的比例較小,對電網影響不大。如果裝機容量真的大到一定程度,為了電網安全,我們就只能限負荷了。”該局電力調度通信中心主任薛勁瑩說。
另外,新疆風電還存在“反疊加”的特點。“白天負荷高的時候,風機出力相對較小,到晚上負荷降低,風機出力反而增加,這樣無形中就拉大了一天的峰谷差,使負荷的波動性加大。”新疆電力調度通信中心水電及新能源處專責孫立成說。據統計,目前新疆風電白天占總負荷的7%~8%,而到了深夜則達到20%左右。
在目前220千伏主網架下,新疆政府部門和新疆公司對接納風電并網采取審慎而穩健的策略,一方面保證電網的穩定,另一方面減少已投運風電場的棄風比例。據中節能風力發電(新疆)有限公司副總經理伊布拉音介紹,在新疆,只要核準建成的機組,發電就能全額上網,讓風電企業最為頭疼的限出力情況目前較少。
與此同時,新疆主網升級工程也在規劃建設中。新疆公司規劃建設三個750千伏環網,分別位于烏魯木齊周邊、南疆和北疆、東疆和北疆,使新疆的主電網升級到750千伏。
“電網大了,電壓等級高了,自然能承載更多的風電。同時,電壓等級升高,對大規模‘疆電外送’也很有幫助。”新疆公司發展策劃部計劃處處長王成剛表示。
外送 電力大通道建設使風電消納不再難
近年來,制約新疆電力工業發展的一個重要因素是電力的消納,當然也包括風電。新疆幅員遼闊,但就用電量而言,卻是個電力小網。2011年,新疆電網最大負荷為2000多萬千瓦,售電量為510億千瓦時,在全國均排在后幾名。疆內電力一直處于盈余狀態。
隨著新一輪西部大開發號角的吹響,“疆電外送”成為中央和自治區政府的主抓工程,力爭盡快實現資源優勢向經濟優勢的轉化。2010年11月3日,750千伏新疆與西北電網聯網工程投運,實現了新疆電網與內地電網的互聯,也使“疆電外送”成為現實。
然而如今,這條電力通道已經無法滿足電力外送的要求。“目前聯網工程允許我們輸送的最大容量是130萬千瓦,還要依據甘肅風機的發電情況進行調節。而按照新疆現在的裝機容量,富余的負荷至少在五六百萬千瓦。”孫立成說。
要想使新疆徹底擺脫“能源孤島”的困局,僅僅將新疆電網與內地聯網是遠遠不夠的,必須建設更加堅強的特高壓電網,才能將更多綠色能源轉化為電能,并及時輸送到更遙遠的地方。“現在新疆與西北聯網的750千伏線路并不能解決新疆的風電難題,必須要有新的通道,就是特高壓。”國網能源研究院副總經濟師白建華說。
為此,“十二五”期間,國家電網公司規劃建設±800千伏哈密南—鄭州、±800千伏哈密北—重慶、±1100千伏準東—四川特高壓直流輸電工程以及新疆與西北聯網750千伏第二通道工程,可實現外送電能力3000萬千瓦。
這些電力大通道的建設將使大規模風電的消納不再成為難題,同時依托新疆豐富的煤炭資源,風火打捆外送成為風電送出的最優選擇,極大地減小了風電接入對電網的影響。“新疆之所以發展小規模的風電場,就是希望通過分散的方式,避免電網負荷產生大的波動。要想發展大的風電基地,就必須有像甘肅那樣大的送出通道。”孫立成表示。他所說的“大的送出通道”正是指特高壓線路。
通過特高壓、超高壓線路輸送風電的另一好處是降低線損。新疆風電場一般位于較偏遠的戈壁灘上,要接入現有的主網輸送距離較長。如馬蓮泉風電場,接入110千伏巴里坤變電站的線路長達100余千米,高壓線損率達到10%以上,這部分損失是由國家電網公司負責的。在哈密北—重慶特高壓直流工程建成后,三塘湖和淖毛湖地區的風電可全部通過特高壓工程直接外送,這樣線損就不再是大問題了。
“特高壓不是一條普通的輸電線路,而是空中的政治線、經濟線、穩定線、發展線。”對特高壓線路發揮的巨大作用,哈密地委副書記張文全這樣感慨道。(新疆電力公司供圖)
責任編輯: 中國能源網