
近日發布的《國家能源局關于做好2014年風電并網消納工作的通知》(簡稱《通知》)顯示,2013年全年風電平均“棄風”率為10%,比2012年降低了7個百分點,“棄風”電量比上一年下降約50億千瓦時。然而,部分地區“棄風”問題仍比較嚴重。
今年年初以來,國家能源局接連發布了《新建電源接入電網監管暫行辦法》和《通知》兩份文件,旨在通過配套輸送通道的規劃、建設和規范,解決風電并網問題。筆者認為,從風力發電的原理來看,促進風電并網并不能徹底解決“棄風限電”問題。
現代風力發電機組是由風輪、發電機和鐵塔三部分組成。工作時,風力帶動風輪葉片旋轉,通過增速機提升轉速使發電機發電。因風量不穩定,故其輸出的是13伏至25伏的交流電,需經充電器整流,再對蓄電瓶充電。之后,由保護電路的逆變電源把蓄電瓶里的化學能轉換成220伏市電。目前,風力發電機對風速的最低要求是3米/秒。因此,風力發電高效運作需滿足以下條件。
空轉保護機制。風力大小是無法控制的,人們只能根據對當地氣象統計的常年風力情況,來選擇風機安裝的方向和大小合適的風機。當風速發生變化的時,發電機組通過變速裝置進行調節。但是,當電網的中央蓄電池組被充滿或者瞬間風力過大,發電機組就會采取空轉方式來避免機組和線路燒毀、電瓶被“充爆”的危險。
供電穩定性。中國有大風的地區大多屬于季風氣候,這導致風力發電的穩定性受到很大影響。從電網調峰的角度來看,這種季風造成的峰值穩定性和供電穩定性問題都讓電力商頭疼。
切合實際的大小風機相結合。風力發電并不是越大的機組就越好,全年有效工作時間更重要。大的機組需要足夠大的風速才能帶動;小的機組要求的風速較低,實際上其全年有效工作時間更長。
基于以上考慮,筆者認為,提高風電利用效率,還應鼓勵小風機進入家庭,機組群貼近社區。中國風電項目大部分是荒郊野外的大機組群電,需要專用輸電網;可利用城市“熱島效應”帶動小機組的近郊和小城鎮則被完全忽視。而荷蘭風電項目大多在城市邊緣,部分項目建在公路沿線,能就近提供電源,大大減少了電網和變電設施建設。
風電項目還應盡可能配套對應的農業、畜牧業、水利項目。目前,地方政府只專注于興建項目,至于怎么合理消化這些電力,往往沒有可行的配套方案。我們不能只針對電網問題談風電,還要根據風電的特點,系統化發展風電項目,以此提高發電效率。(作者,于鵬,為北京石油交易所分析師)