破解風(fēng)電迷思

　　近年來，美國及全球范圍內(nèi)風(fēng)電的快速發(fā)展吸引了越來越多的媒體和公眾對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的關(guān)注。由于風(fēng)力發(fā)電的某些特性，尤其是風(fēng)電機(jī)組只有在有風(fēng)時(shí)才可以運(yùn)行發(fā)電的特性，一些錯(cuò)誤的認(rèn)知便隨之產(chǎn)生。在他們看來，風(fēng)電不像傳統(tǒng)能源那樣易于調(diào)度，發(fā)電量的多少取決于風(fēng)速的大小；風(fēng)能主要是一種能量來源而不是容量來源；風(fēng)電的主要價(jià)值在于能夠替代傳統(tǒng)能源的消耗以及由此導(dǎo)致的包括二氧化碳在內(nèi)的污染物的排放；在用電高峰時(shí)刻，風(fēng)電只占電力系統(tǒng)中相對很小的部分，所以風(fēng)電的容量價(jià)值有限。這些疑問導(dǎo)致了媒體和公眾對風(fēng)電的可靠性以及如何保持負(fù)荷側(cè)與電源側(cè)的平衡等問題的擔(dān)憂。
　　本文對普遍關(guān)注的風(fēng)電相關(guān)問題作了回答。文章從風(fēng)能的變化性講起，討論了風(fēng)電是否具有保證容量，探討了風(fēng)在所有地區(qū)戛然而止的可能性，風(fēng)力發(fā)電的可預(yù)測性，風(fēng)電并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，對新輸送通道的需求，以及風(fēng)電是否需要備用電源或?qū)Ｓ脙?chǔ)能設(shè)備等問題。最后，文章討論了系統(tǒng)是否具備足夠的靈活性以接入風(fēng)電，火電是否因其具有更高的容量系數(shù)而優(yōu)于風(fēng)電，以及電網(wǎng)在接納風(fēng)電上是否存在極限。
　　1、電網(wǎng)能應(yīng)對風(fēng)電出力的持續(xù)變化嗎？
　　早在風(fēng)電技術(shù)出現(xiàn)之前，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就可以應(yīng)對負(fù)荷的顯著變化。電力需求在從幾秒到幾年的時(shí)間尺度上變化，圍繞這樣的變化，電力系統(tǒng)運(yùn)行程序進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)，基于相關(guān)分析和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，大體上可以掌握負(fù)荷的變化規(guī)律。相對于用電高峰來說，極短時(shí)間內(nèi)（幾秒到幾分鐘）負(fù)荷的變化很小，其主要是由許多不相關(guān)事件在不同流向上改變用電需求所引起。從較長時(shí)間段（幾小時(shí)）來看，用電量需求的變化往往會(huì)更具有關(guān)聯(lián)性，例如早晨負(fù)荷增加而夜間負(fù)荷減少。
　　單個(gè)或多個(gè)風(fēng)電場的發(fā)電量是隨時(shí)間而變化的。風(fēng)電的變動(dòng)性加之電力系統(tǒng)原本就存在的變動(dòng)性，可能會(huì)增加變動(dòng)的復(fù)雜性，需要電網(wǎng)運(yùn)營商進(jìn)行管理和調(diào)控。風(fēng)能每發(fā)1度電，其他發(fā)電形式就可以少發(fā)1度電，所以其他的發(fā)電系統(tǒng)只需要滿足除風(fēng)電之外的負(fù)荷需求，這部分負(fù)荷經(jīng)常被稱作凈負(fù)荷（除風(fēng)電外負(fù)荷）。因此，整個(gè)電力系統(tǒng)的非風(fēng)力發(fā)電部分就要被調(diào)控至凈負(fù)荷，即整個(gè)電力系統(tǒng)負(fù)荷與風(fēng)電負(fù)荷之差。圖1顯示了丹麥西部地區(qū)一周內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷與凈負(fù)荷，兩條曲線之間部分就是風(fēng)電部分。圖2更清晰地表示了實(shí)際負(fù)荷與風(fēng)電負(fù)荷之間的對比。 　　從圖1可以看出，在風(fēng)電大規(guī)模接入時(shí)，會(huì)在兩個(gè)方向上引起明顯變化，這就要求其他發(fā)電機(jī)組降出力運(yùn)行。在風(fēng)電的接入比例很大時(shí)，如果現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組沒有較好的降功率運(yùn)行能力，應(yīng)付這一部分增加的變量可能就會(huì)比較難。