“今年底，我國風(fēng)電裝機(jī)將超過１０００萬千瓦。這意味著我國的風(fēng)電將實(shí)現(xiàn)兩個(gè)很有意義的超越：一是超過印度，成為全球第四風(fēng)電大國，僅次于德國、美國、西班牙；二是將超過核電，成為中國第三大發(fā)電裝機(jī)種類。”國家能源局新能源和可再生能源司司長王駿在９月２６日召開的國家電網(wǎng)公司風(fēng)電發(fā)展與并網(wǎng)會(huì)議上表示，我國風(fēng)電發(fā)展速度已經(jīng)超出國家的規(guī)劃，就現(xiàn)在的發(fā)展速度來看，到２０１０年達(dá)到２０００萬千瓦，２０１５年達(dá)到５０００萬~６０００萬千瓦，２０２０年達(dá)到１億千瓦，都是很現(xiàn)實(shí)的，甚至是保守的。
風(fēng)電開發(fā)對(duì)我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)節(jié)能減排、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與和諧社會(huì)建設(shè)具有重要的意義。然而，風(fēng)電的迅猛發(fā)展需要更加強(qiáng)大的電網(wǎng)支持，也對(duì)電網(wǎng)的發(fā)展提出新的課題。
大規(guī)模風(fēng)電急需跨區(qū)消納
風(fēng)電輸出功率具有隨機(jī)變化的特點(diǎn)，系統(tǒng)的調(diào)峰能力是決定風(fēng)電并網(wǎng)消納規(guī)模的硬約束。國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院能源所所長白建華在報(bào)告中指出，在不考慮電網(wǎng)輸送能力約束條件下，系統(tǒng)規(guī)模越大、負(fù)荷峰谷差越小、調(diào)峰能力越強(qiáng)、并網(wǎng)消納風(fēng)電規(guī)模越大。跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)有利于促進(jìn)風(fēng)電在更大范圍內(nèi)消納，擴(kuò)大風(fēng)電開發(fā)規(guī)模。
我國西北五省風(fēng)能資源豐富，據(jù)最新資料統(tǒng)計(jì)，西北地區(qū)風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約為１５．８億千瓦，技術(shù)開發(fā)量約為４０００萬千瓦，主要分布在甘肅和新疆。但甘肅電網(wǎng)和新疆電網(wǎng)本地消納風(fēng)電能力有限，大規(guī)模開發(fā)甘肅和新疆風(fēng)電必須依靠西北陜甘青寧電網(wǎng)或者在全國更大范圍內(nèi)消納。
甘肅省電力公司代表指出，到２０１０年，甘肅風(fēng)電基地裝機(jī)容量將達(dá)到５１６萬千瓦，年發(fā)電量將超過１００億千瓦時(shí)左右，風(fēng)電電力電量在甘肅電網(wǎng)的平衡消納將面臨調(diào)峰、調(diào)壓、價(jià)格補(bǔ)償?shù)葐栴}。屆時(shí)，河西走廊公用電廠火電裝機(jī)規(guī)模僅２００萬千瓦，調(diào)峰能力有限，需要就近建設(shè)一定容量的火電或水電機(jī)組以配合調(diào)峰，并考慮在整個(gè)西北電網(wǎng)平衡消納。因此，西北電網(wǎng)應(yīng)盡快建立風(fēng)電調(diào)峰調(diào)度機(jī)制，制定相關(guān)的調(diào)度規(guī)則，落實(shí)對(duì)參與風(fēng)電調(diào)峰電廠的補(bǔ)償機(jī)制，以更好地做好風(fēng)電消納工作。
內(nèi)蒙古電力公司代表也提出相同問題，如果風(fēng)電場(chǎng)繼續(xù)增加，內(nèi)蒙古電網(wǎng)火電、水電調(diào)峰能力將不能滿足風(fēng)電運(yùn)行要求，建議國網(wǎng)公司、華北網(wǎng)公司對(duì)現(xiàn)有外送通道，增加低谷負(fù)荷外送電力，緩解由于大規(guī)模風(fēng)電接入后帶來的內(nèi)蒙古電網(wǎng)調(diào)峰壓力。按照內(nèi)蒙古電網(wǎng)目前的規(guī)模和可接納風(fēng)電裝機(jī)的能力，要實(shí)現(xiàn)“風(fēng)電三峽”的目標(biāo)，還需要做大量的工作。風(fēng)電開發(fā)不僅是風(fēng)資源富集省區(qū)的責(zé)任，更是全國各省區(qū)的責(zé)任。與之相鄰的東北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)裝機(jī)總規(guī)模已接近２億千瓦，內(nèi)蒙古電力公司建議國家電網(wǎng)公司從支持風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，規(guī)劃建設(shè)自治區(qū)向區(qū)外電網(wǎng)的電力輸送通道，將火電和風(fēng)電以打捆方式向外送電。
網(wǎng)輸送能力制約風(fēng)電消納
我國電網(wǎng)發(fā)展長期落后于電源發(fā)展，電網(wǎng)穩(wěn)定水平不高。另外，風(fēng)電的規(guī)模化開發(fā)，又面臨著許多新的無功、有功功率控制問題。有文章指出，電網(wǎng)配套滯后成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，目前，風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)速度和風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于電網(wǎng)的發(fā)展速度，風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)取決于中國的電網(wǎng)能否跟上風(fēng)電建設(shè)的速度。
白建華在報(bào)告中表明，電網(wǎng)的輸送能力是決定風(fēng)電并網(wǎng)消納規(guī)模的軟約束，目前，我國大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)存在的技術(shù)障礙主要包括：一是風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)輸電能力有限；二是風(fēng)電功率的波動(dòng)對(duì)電壓有較大影響；三是大規(guī)模的風(fēng)電波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行帶來不利影響；四是目前風(fēng)電場(chǎng)尚無法實(shí)現(xiàn)靈活的無功、有功功率控制，對(duì)保證電網(wǎng)及風(fēng)電的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響；五是目前大部分國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組，尚不具有無功電壓控制、有功功率控制及低電壓穿越能力。
白建華在報(bào)告中認(rèn)為，從技術(shù)層面講，這些技術(shù)問題都是能夠逐步加以解決的。可通過網(wǎng)架加強(qiáng)、配置適當(dāng)?shù)挠泄盁o功控制設(shè)備來解決。解決的關(guān)鍵是在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)性較好的解決方案。
國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪建議，風(fēng)電場(chǎng)前期工作要與送出工程前期工作協(xié)調(diào)開展，減少項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素。公司系統(tǒng)各單位也要主動(dòng)與各級(jí)政府就風(fēng)能資源情況和風(fēng)電開發(fā)規(guī)劃進(jìn)行溝通，提出可接納的風(fēng)電容量。為保證西部、北部風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)、外送和消納，不僅要加強(qiáng)外送通道與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的銜接，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的送端電網(wǎng)，還要圍繞我國中東部負(fù)荷中心，加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的華北—華中—華東特高壓受端電網(wǎng)，提高受端電網(wǎng)的承載能力。另外，建立風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)的通信通道，加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)的信息傳輸也是非常重要的工作。
標(biāo)準(zhǔn)缺失成為瓶頸
舒印彪指出，由于目前沒有風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，絕大部分風(fēng)電機(jī)組的功率曲線、電能質(zhì)量、有功和無功調(diào)節(jié)性能、低電壓穿越能力沒有經(jīng)過檢測(cè)和認(rèn)證，而且多不具備上述性能和能力，并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大的影響。
然而，與會(huì)風(fēng)電設(shè)備制造商代表向記者透露，我國在風(fēng)電設(shè)備的技術(shù)掌握上沒有問題，但是利用的觀念、方法和措施與國外有諸多差距，比如現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以使風(fēng)機(jī)具備調(diào)頻、調(diào)壓和低電壓穿越的功能，使風(fēng)電具備常規(guī)電廠近似的穩(wěn)壓能力和抗故障能力，不會(huì)給電網(wǎng)帶來太大負(fù)擔(dān)。但是由于國內(nèi)沒有這樣的要求和規(guī)定，一部分風(fēng)機(jī)就沒有這樣的功能，甚至一些具備這些功能的風(fēng)機(jī)設(shè)備也沒有開啟這些功能。
因此，要使風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)滿足電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的要求，必須研究提出風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)電具備了這些標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)使自身質(zhì)量上一個(gè)臺(tái)階，也會(huì)因適應(yīng)電網(wǎng)要求而獲得更廣闊的發(fā)展空間。
中國電力科學(xué)院新能源所顧問戴慧珠說：“制定風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定十分必要，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要條件之一。雖然不同國家的風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則不完全相同，但都強(qiáng)調(diào)風(fēng)電場(chǎng)必須具備一定的有功控制、無功／電壓控制能力及低電壓穿越能力，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)承受系統(tǒng)電壓和頻率發(fā)生偏差的能力作出了明確的規(guī)定，并要求風(fēng)電場(chǎng)提供模型信息、運(yùn)行參數(shù)和性能測(cè)試報(bào)告。
中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化中心主任許松林表示，將對(duì)ＧＢ／Ｚ１９９６３－２００５《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行修訂，會(huì)根據(jù)我國風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)國外的風(fēng)電接入電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的調(diào)研，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的有功調(diào)節(jié)、無功調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量、低電壓穿越能力、風(fēng)電場(chǎng)調(diào)節(jié)及控制能力、風(fēng)電場(chǎng)上送信息量等有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行修改與完善。
