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观察:风电并网需更灵活平衡

观察:风电并网需更灵活平衡

2006以来,我国风电装机容量年平均增长率67%,但在并网的技术研究、管理和政策方面相对滞后。目前我国风电装机容量在全国比例只有5%-6%,发电量占比约为2.6%,具有巨大潜力。我国国风电并网问题可以概括为传输能力和灵活性平衡问题,局部地区尤为突出。”这是中国电科院新能源研究所所长王伟胜在4月23日举办的可再生能源电力并网研究协作(CVIG)组启动会上的分析。
  
  CVIG借鉴了美国波动性电源并网研究协会的经验,在国家能源局的指导和能源基金会的支持下,由国家可再生能源中心牵头,集结了来自国家可再生能源中心、电力规划设计总院等十几家有关机构的组织。国家能源局新能源和可再生能源司梁志鹏副司长认为,CVIG是建立加强并网研究交流的公共平台,可不断推动我国可再生能源并网消纳和持续健康发展。
  
  确保风电场有效运行
  
  据王伟胜介绍,截至今年3月,我国风电装机容量超过500万千瓦的有蒙西、蒙东、冀北、甘肃、辽宁、新疆、山东7个地区,其中蒙西、蒙东、冀北、甘肃、辽宁5地区装机容量占比超过20%,黑龙江、吉林、宁夏装机容量占比接近20%。预计“十二五”末,中国将有10个省级电网的风电装机容量超过20%,这些风电装机90%集中在用电量只占全国23%的“三北”地区,且这些地区的能源结构都是煤电为主,兼有一部分水电。
  
  “要解决风电并网问题,首先要保证风电场稳定运行。要通过风电并网仿真、功率预测、优化调度等保证风电有效消纳。”王伟胜说,“在风电试验检测方面,要研究风机功率特性、电能质量和功率控制、噪声、载荷、低电压穿越以及电网适应性检测技术方面。”
  
  据统计,2011年全球发生一次性脱网五百台风机的事件12起,2012年降降至3起,2013年未再发生,并从2015年开始对风机进行低电压穿越验证。
  
  王伟胜介绍,截至今年3月,我国共完成178个机型低电压穿越现场测试,218个机型低电压穿越能力一致性评估,73个机型的电能质量测试。
  
  风电纳入经济调度
  
  王伟胜介绍,“三北”地区新能源调度问题集中在风火矛盾上,要根据预测和机组最小出率进行调度优化。
  
  “未来火电机组仍是主要调峰电源,电网调度多实行电量平均分配,但新能源的间歇性、不可控性、不可预测性使火电机组利用小时数受到影响。火电机组参加调峰越多,利用小时数和发电效率降低越多,并增加了设备磨损,发电厂回避调峰在所难免。北方地区尤为典型,占比极高的热电机组实际供热能力远超供热需求。”电力规划设计总院副总工程师黄晓莉在会上表示。
  
  据统计,热电机组平均年利用小时比常规机组平均高一千小时,大量热电机组提高占比给电厂带来利润的同时,也严重影响系统调峰灵活性。
  
  “应建立调峰补偿机制,加强对调峰能力的实时监测和监管,推动火电机组深度调峰能力,鼓励热电、核电、自备电厂参与调峰。”黄晓莉进一步说,“拿抽水蓄能电站来说,目前没有电价机制,因此直接占了电网一部分利润,严重影响了电网公司对抽水蓄能电站的建设和调用,应建立抽水蓄能电站的鼓励建设机制。”
  
  黄晓莉指出,我国提出了对可再生能源全额保障性收购,但全额保障性收购不意味着不能弃风,合理弃风可以充分利用电网消纳能力,据测算,如果允许5%的弃风时间,风电装机容量和发电量均可提高30%。
  
  “此外,落实全额保障性收购和消纳风电应该落实于电力生产全过程,要从发电指标分配、运行方式安排等环节进行考核和监管,同时加强风功率预测精度。”黄晓莉进一步说,“目前补贴总额能够支持我国目前的规划目标,补偿额度可支撑新能源发电量占比20%到30%。但目前补贴机制还有待完善,补贴使新能源上网电价与火电机组持平,但未能体现新能源上网优势,造成调度新能源只是徒增电网成本。
  
  “综上,重点应从新能源发电量占比、规划协调调度、配额制、热电能力及补偿机制、优先调度等方面使风电经济调度。”黄晓莉建议。
  
  改变电网运营机制
  
  据爱尔兰都柏林城市学院大学教授马克介绍,风电并网比例最高的国家——丹麦将考虑把供热电网与传统电网、燃气电网与传统电网部分结合起来,以接入更高比例的风电。对此,国网能源研究院副院长蒋丽萍也认为,在我国实现高比例风电需要将供热、燃气、交通等与电网结合,建立综合能源系统。
  
  黄晓莉认为,分布式电源发展会减少供电量需求,与企业利益背道而驰。如果能够实施输配和售电分开,建立售电市场,成立综合能源公司,使电网成为真正的输配电服务平台,按照成本加利润的合理利润方式进行运营,有利于促进电网公司投入更多的精力,也可为新能源的接网、调峰、备用及电网安全运行提供更好的保障。
  
  “综合能源公司可以进行分布式电源和微电网运营,为用户提供冷热电联供的综合能源服务,可以打破垄断,引入竞争,提供个性化服务,建立竞争性零售市场,从而有利于提高能源综合利用效率。”黄晓莉进一步说,“能源总量利用效率越高,利润总额越高,这种模式能促进新能源长远发展,是值得推进的能源零售市场的运营模式。

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