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风电弃风应备用与储能双管齐下

发布时间:2012-05-09 11:14  文章来源:木森电气编辑部  作者:木森电气  人气:

         2011年,我国并网风电发电量总预计达732亿千瓦时,增幅达48.16%,较2010年的81.41%的增幅有明显的回落。而2011年新增风电并网容量达1585万千瓦,较2010年的1399万千瓦还有小幅的增加。但从各方面反映的情况来看,2011风电弃风问题将更加突出。虽然风电弃风存在一定的合理性”,但是,大量的弃风毕竟会造成资源上的极大浪费。那么,该如何努力减少弃风呢?专家认为,减少弃风是一项系统的工程,要根据实际情况来采取多种措施协同解决。

 2010年下半年,国内风电弃风问题仍然十分严重;而2011年,风电弃风现象就更加的突出。根据中国可再生能源学会风能专业委员会对内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、广东、山东、甘肃、新疆、河北以及云南10个省(自治区)内的部分风电企业在2011年由于电网调度限制风电出力造成的发电量损失情况进行的最初步统计调查,10个省(自治区)统计覆盖的风电场总装机容量达到1869.1万千瓦,占全国风电并网容量的42%。在201111日至20111231日期间,列入调查样本的风电场2011年应发电量为353.47亿千瓦时,但由于电网调度原因被限发的电量高达59.8亿千瓦时,除甘肃、内蒙古、吉林之外,黑龙江限出力损失电量达到14.39%,辽宁达到10.45%,新疆达到5.2%,云南达到4.9%,河北达到3.86%,山东达到1.17%,广东达到1.00%。尽管在一些用能集中、消纳情况较好的地区限出力比例较小,但由于限出力比例高的地区装机权重很大,全国限出力损失电量比例仍高达16.92%。

风电弃风,部分原因是因为一些风电资源比较丰富的地区,风电发展规划侧重于资源规划,缺乏具体的风电送出和风电消纳方案。由于风电项目前期工作流程相对简单,核准进度快,建设周期相对较短,而电网接入系统在项目审查、方案确定及工程建设方面相对复杂,致使接入系统工程与风电场建设难以同步完成,只能弃风。但更重要的是因为风电的特性决定的:风电出力特性不同于常规电源,一方面,风电出力具有随机性和波动性,造成风电功率预测精度较低,风电达到一定规模后,如果不提高系统备用容量水平,调度运行很难做到不弃风;另一方面,风电多具有反调峰特性,即夜晚用电负荷处于低谷时,风电出力往往较大,即使常规电源降出力,当风电规模达到一定程度(大于低谷用电负荷)时,也难免出现限出力弃风现象。

在过去很长一段时间里,靠简单地增加大型和更大型发电机组来满足不断增长的电能需求曾是最好的办法。为削弱对化石燃料发电的依赖和降低温室气体的排放,世界各国都在积极开发利用新能源,而基于风力发电的无限制接入,在时常出现的短时出力高峰和长时间完全没有功率输出的情况下,需要有灵活的后备容量,否则大量弃风难以避免。减少弃风,无外乎增加这种“灵活的后备容量。而因为缺乏灵活的后备容量”,电网调度限制风电出力导致的电量损失现象已经成为影响风电产业健康、可持续发展和国家非化石能源消费战略目标完成的主要制约因素之一。

如何增加这种“灵活的后备容量”?中国电科院首席专家胡学浩表示,一种办法是用其他常规电厂参与调峰,另一种就是蓄能。在常规电厂中,水电受地理条件限制,燃气电厂受燃料供应和管道建设的限制,只有燃煤火电受到的限制较少,但燃煤火电参与调峰与水电、燃气发电相比,其经济性需进行计算分析,此外受环保及其他因素的制约,燃煤火电呈减少的趋势。另外所有常规电站作为备用电站还涉及经济性问题。因此,利用常规电厂参与调峰要因地制宜,有比较地选择最经济适用的办法解决问题。

至于蓄能,应该说在条件适宜的地方建抽水蓄能电站是解决风电间歇性问题的最佳手段。抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站,它既是电源点,又是负荷点。

抽水蓄能电站是世界公认的可靠调峰电源,启动迅速、爬坡卸荷速度快、运行灵活可靠,既能削峰又可填谷。其快速转变的灵活性可弥补风力发电的随机性和不均匀性,不仅可以打破电网对于风电容量的限制,为大力发展风电创造条件,而且可为电网提供更多的削峰填谷容量和调频、调相、紧急事故备用电源,提高供电可靠性和经济效益。对于风电较集中的地方,在大力发展风电的同时,建设一定规模的抽水蓄能电站,并建设相应的输电网络应该是能源资源优化配置的具体体现。

此外,运用新型的电池储存能量也是一种可选择的办法,但电池大规模储能涉及到了电池的寿命、价格等一些问题。尽管我国风光储输示范项目已经证明储能基本上可以满足新能源并网的功能性要求,但储能电池在寿命上、安全性以及经济性方面还存在着一定的问题,目前难以将成本降低到可商业化运行的门槛。但是,这种技术比较适合于作为分布式发电和微电网的一种重要调节手段。作为一种大规模储能手段,我们要进行深入研究,使其能够商业化。

胡学浩还建议,在使用常规电厂参与调峰和蓄能调峰外,要特别注意加强区域间的输电网络建设,以利于增加相互间的功率支援能力。“丹麦的风电建设和电网建设就是一个很好的例子。”

 

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