從以往的燃煤供暖到今天的清潔能源供暖,國網吉林電力、蒙東電力采用風電轉供熱的方式,通過風力發電帶動電蓄熱鍋爐替代燃煤小鍋爐供熱,不但帶來實實在在的溫暖,而且避免了冬季燃煤供暖帶來的空氣污染問題,也為進一步消納風電等清潔能源提供了新途徑。
風電供暖已成燎原之勢
11月22日,吉林已進入供暖期一個月,供暖質量的好壞、供暖價格的高低、供暖對城市空氣質量的影響等,都成為百姓關注的焦點。
家住白城洮南市盛豪鑫龍小區的居民胡辰就沒有這些方面的顧慮。“我們小區現在用風電供暖,雖然費用和傳統采暖價格差不多,可是一點不存在溫度不夠的情況。現在雖然室外溫度還沒降到往年的最低點,但室內溫度能達到20多度,可舒服了!而且以前一到供暖期,采暖站鍋爐房的大煙囪就冒煙,周圍住戶的窗戶總是灰蒙蒙的,也不敢開窗,從去年冬天開始就沒有這種情況了,我也敢開窗透透氣了。”
2011年,吉林省洮南市開始風電清潔供暖示范項目建設。項目裝設9臺高溫承壓蓄熱式電鍋爐,利用電網低谷時段的富余風電蓄熱,對20萬平方米的居民小區供暖。該項目一個冬季采暖期可就地消納風電2700萬度,減少9000噸標準煤燃燒。示范項目目前已平穩運行了3個供暖期,對消納當地風電、改善冬季大氣環境質量發揮了重要作用。
2013年,國家能源局在總結洮南風電清潔供暖試點項目的基礎上,繼續擴大吉林省風電清潔供暖項目試點范圍,又確定了6個風電清潔供暖示范項目。每個項目與10萬千瓦風電場聯合運行,可滿足20萬平方米居民住宅供熱需求。
目前,6個新項目之一的大安安廣鎮儲熱式電采暖站已建成并于今年投入使用。為配合建設電采暖站,國網吉林電力還超前進行電網建設項目規劃,配合擴建了66千伏安廣變電站,新建10千伏線路3條。大安安廣鎮電采暖站今冬已投入運行,為天一、安運、隆富等小區的2600戶居民供暖。
風起電來 尋求更好的利用方法
吉林省地處中國風能資源豐富的“三北”地區,是國家規劃建設的千萬千瓦級風電基地之一。從1999年吉林省首個風電場——通榆同發風電場并網發電,到2014年11月20日,吉林省風電裝機容量達到407萬千瓦,占直調總裝機容量的20.44%。風電已超越水電,成為國網吉林電力直調范圍內的第二大電源。
然而,吉林省全社會總體用電量小,電源裝機容量大,風電在當地無法全部“消化”。
吉林省內的電源主要以火電機組為主,其裝機容量占省調直調裝機容量的78%,其中供熱機組占到火電機組的80%。熱電聯產機組運行在“以熱定電”模式下,發電出力可調節能力大大降低。
風電大發的時節也是吉林電網調峰最困難的冬季供暖期。電網調度必須保證擔負供熱任務的熱電機組出力維持在一定水平之上。吉林省冬季供暖期較長,為保障居民供熱,風電不得不為火電“讓路”,所以吉林省冬季風電平均利用小時數低于全國平均值。
另一方面,冬季霧霾天氣給能源利用方式亮起紅燈。特別是進入冬季后,吉林省熱電聯產用煤及采暖用煤相爭,煤價和運力也易上下波動等,造成多數燃煤供熱企業成本上升和經營風險加劇。
針對上述情況,2011年,國家能源局和吉林省政府提出開展風電清潔供暖示范項目,并將項目地址選在風資源豐富且外輸網架結構相對薄弱的白城姚南市,讓風能轉化成熱能,增強當地風電消納能力及電網調峰能力。
國網吉林省電力有限公司作為吉林重要的能源供給企業,堅持國家電網公司“四個服務”宗旨,從電網規劃、技術保障等方面全力支持風電清潔供暖示范項目建設。
值得一提的是,在打通外送通道方面,針對吉林西部風電場集中區,國網吉林電力先后建成松原、甜水500千伏輸變電工程。目前,500千伏甜水—松原—主網輸變電通道已貫通,500千伏甜水—向陽—長嶺—主網第二個風電送出通道正在建設中。二者投產后,吉林西部更多的風電資源可直達吉林中部負荷集中區消納,作為高端綠色能源的風電將得到更有效的利用。
風熱聯動 技術作支撐
風能轉化為熱能,需要技術作支撐。根據洮南市盛豪鑫龍小區暖通系統設計,該示范項目利用電網低谷時段的富余風電,讓9臺高溫承壓蓄熱式電鍋爐制熱及蓄熱,蓄熱溫度為145攝氏度。同時將高溫熱能通過板式換熱器交換到二次熱網,二次熱網采用60攝氏度低溫大流量的運行方式,為小區居民提供24小時供暖。供暖后的熱水將通過采暖站再循環回電廠繼續進行制熱、蓄熱,實現了非可再生能源的有效利用。
中國大唐集團新能源股份有限公司的專家介紹,高溫承壓蓄熱式電鍋爐制熱時間為每日晚10點至次日早5點。在此時間段內,暖通系統通過計算機控制系統保證制熱與供熱同步,其他時段為單獨供熱運行。在極端天氣條件下,暖通系統還可通過計算機控制系統保證制熱與供熱24小時連續同步運行,保證小區的供暖質量。
在技術保障方面,國網吉林電力通過技術創新,先后完成了供熱在線監視、風功率預測系統以及電網節能調度計劃、智能風電控制等技術支持系統建設。國網吉林電力可對供熱機組進行實時監測,準確預測風電輸出功率,調整火電機組開機計劃,為風電機組滿發創造條件。國網吉林電力調控中心水電及新能源處處長楊國新說:“我們利用供熱在線監測系統,能夠實時掌握省內供熱機組的采暖抽汽量、供熱量等各項參數。”風功率預測系統、電網節能調度計劃系統和智能風電控制系統構成了吉林電網風電智能調度系統。