風電場與電網聯接以后,從2010年起又發生了棄風限電的情況,棄風電量即受供電負荷水平和電網調峰的影響,由于調度運行管理等因素造成損失的風電場上網電量。棄風率是棄風電量與應上網電量之比,2011、2012和2013年全國的棄風率平均值分別是14.5%、17.1%和10.7%(圖8)。風電場開發商售電收入縮減,影響對新風電項目的投資。

圖8 2003-2013 上網電量和棄風電量 (單位:TWh,1 TWh=10億千瓦時)
中國風能資源豐富的地區在北部和西部,地廣人稀,工業也很少,電力負荷小,而這些地區集中開發風電場,裝機容量大。另一方面燃煤電廠在冬季取暖期以熱定電,為保證供熱不能減少發電功率,這個季節風力強勁,所發風電不能全部在當地消納,造成棄風。
解決的方案主要有兩個,一是增加當地的電力負荷,已經建立了一些風電供熱的示范項目,將原來需要棄風而損失的風電利用起來,為帶有儲熱裝置的電力供暖系統供電;另一個是建設跨區輸電的通道,將風電輸送到中國東部電力負荷中心,2014年1月從新疆的風電基地哈密南到河南鄭州的±800千伏(kV)特高壓直流輸電線路投入運行,輸送能力800萬千瓦(8GW),輸電距離2200千米(km)。跨區輸電通道項目的規劃、核準和建設也將提速。
為了減少棄風限電,分散式開發風電受到鼓勵,即在電力負荷較大的地方建設風電場,接入電壓等級不大于110千伏(kV)的電網,不改變現有輸電容量,在當地消納風電電量。與中國北部和西部集中開發風電的地區相比,雖然這些地方的風能資源較差,但是風電標桿電價是最高的,而且制造商能夠提供低風速風電機組產品,沒有棄風限電情況,使風電場項目可以盈利,吸引開發商投資。
中國海上風電2013年底累計裝機容量達到42.9萬千瓦(429MW),進展緩慢,因為全國的海洋功能區劃重新調整,原來各省的海上風電發展規劃中的海域用途發生改變,已經在2010年完成招標的4個海上風電特許權項目,合計容量100萬千瓦(1GW),推遲到2013年才核準,其他海上風電項目陸續啟動,關于海上風電的上網電價正在研究。2010年中國第一個海上風電場在上海舉辦世博會期間投運,裝機規模10萬千瓦(100MW),世界上第一個潮間帶風電場于2012年在江蘇如東建成,裝機容量18.2萬千瓦(182MW)。這兩個項目為海上風電開發積累了初步經驗,還有許多技術和經濟性的問題有待解決,需要建設一批示范海上風電場進行探索。
發展前景
中國風能資源豐富,在解決了風電設備制造能力和成本問題以后,風電具備大規模發展的條件,改善電源結構,增加清潔能源發電量,減少污染物和溫室氣體排放,應對氣候變化是發展風電的主要動力。
中國的電源以燃煤火電為主,雖然發電量的比例從2003年的83%減少到2013年的78%(表1),但是總量很大,達到4.2 萬億千瓦時(4190TWh)。因此中國政府承諾到2020年非化石能源要占一次能源消費的15%,國務院在2013年公布的能源發展“十二五(2011-2015)”規劃中規定2015年非化石能源消費比重提高到11.4%,非化石能源發電裝機比重達到30%,這些目標是約束性指標,也是制定其他各種能源規劃的主要依據。
表1 2003-2008-2013 電源結構-發電量 (單位:TWh, 1 TWh=10億千瓦時)