大規模風電的高效利用是一個世界性難題。世界各國一直在進行非常艱苦的努力和探索,到現在為止還在進行一系列的科技攻關和相應的研究,就是為了在風電大規模并網以后,提高它的利用率。
風電大規模接入主要有幾個方面的問題。首先,風電不同于常規的電源,通俗一點來說,是“靠風吃飯”,具有間歇性和隨機性。其次,預測非常困難。風電比一般的常規電源有更多的特性。為了利用好風電,國家電網公司做了很多工作,例如建設數值天氣預報,建立風電廠的預測系統,預測的準確度達到了85%,已達到國際領先水平。目前,在國家電網經營區域內,570個風電廠已經建設了“風電實時監測網絡”。
此外,風電出力和電力需求通常是相反的,即白天大家都需要用電時,風電出力可能比較少,而深夜大家用電少了,風電出力反而很大。這種情況下要利用好風電,就需要常規電源有很好的調節性能,例如在風電發展較好的西班牙,常規電源可隨風電波動做到靈活調節。我國的靈活調節電源比例相對偏低,抽水蓄能、燃氣發電等靈活調節電源的比重不到5%.火電特別是調節能力較差的供熱機組比例較高,風電分布集中的“三北”地區以火電為主,東北超過80%,華北超過90%,且一半以上是供熱機組。在現有的技術條件下,到了冬季供熱期間,供熱機組調節能力很低,而冬季卻是“三北”風能資源最好的季節。因此,目前靈活調節電源缺少的狀況,很難適應大風期配合風電發電變化的需要。
我國風電發展較快、規模大的地方,市場規模卻比較小,這是影響風電高效利用的另一個問題。風能資源豐富的地方發出的風電,很多自己用不上,需要高電壓遠距離外送。但我國目前跨區域的電網相對比較薄弱,這給風電大規模跨區遠距離運送帶來了一定困難。為解決這一困難,國家電網公司盡可能地利用現有的跨區電網輸送風電,加大風電的消納規模。
今年上半年,蒙東和蒙西風電的日發電量創了新高。其中,4月26日,蒙西電網風電發電量占到了28%,通過蒙西和華北電網的聯網,華北電網消納了蒙西100萬千瓦以上的風電。5月14日,蒙東電網風電發電量占到了72%,黑龍江、吉林、遼寧三省通過跨省聯網接納了蒙東電網一半的風電電量。這兩個例子說明了在現有電網狀況下,利用大電網,充分挖掘電網潛力,可以盡可能多地消納風電。
風電實際的利用效率,受影響的因素較多。首先是風電本身發展的速度和規模。其次是電力系統中有沒有足夠靈活的電源來配合它進行調節,此外還要考慮風電的市場狀況,即風電能不能大規模送出,送到合適的市場去。造成“棄風”有兩個原因,一是電力系統的調節能力相對較差。二是系統的聯網規模,尤其是跨區域輸電的能力相對來說較小。第二個原因更為關鍵。因此,今后經過擴大市場,風電高效利用的問題就能得到很好的解決。一方面,擴大市場以后,風電的市場就大了。另一方面,風電也可以利用到更大市場里面的其他調節電源。
從國際經驗來看,歐洲丹麥等國家依靠強大的跨國互聯電網支撐,有效地擴大了風電平衡區,提高了風電利用水平。例如,丹麥跨國交換輸電容量500萬千瓦,最大負荷約630萬千瓦,跨國交換輸電容量占最大負荷的80%.跨國聯網有力推動了丹麥風電大規模的接入和高效率的利用。如果把“三北”的風電大規模送到“三華”電網,一方面可以實現“三北”地區風電大規模接入,有助于風電消納;另一方面可以利用“三華”市場范圍內的靈活調節電源,提高“三北”地區風電利用效率,從而將風電的“棄風”控制在5%以內,比現在的風電利用率提高20%以上。
責任編輯: 江曉蓓