新能源“并網(wǎng)難”實(shí)為消納難 解決要靠特高壓

近日，國(guó)家電網(wǎng)公司承諾對(duì)分布式光伏發(fā)電“余電上網(wǎng)、全額收購(gòu)”的新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家能源局新能源和可再生能源司副司長(zhǎng)史立山把電網(wǎng)稱為能源轉(zhuǎn)型中的“中流砥柱”;國(guó)家電監(jiān)會(huì)輸電監(jiān)管部主任幺虹也表示，電網(wǎng)是推動(dòng)新能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

但幺虹同時(shí)指出，近幾年，可再生能源的發(fā)展，很多問(wèn)題都推卸給了電網(wǎng)，比如輿論一直熱議的新能源“并網(wǎng)難”，“實(shí)際上是一個(gè)綜合性問(wèn)題”。他尤其強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目核準(zhǔn)方面“不同步”的現(xiàn)象，即“先核風(fēng)(光)、后核網(wǎng)”風(fēng)(光)發(fā)電項(xiàng)目前期工作流程簡(jiǎn)單，核準(zhǔn)周期短;而電網(wǎng)工程核準(zhǔn)程序復(fù)雜、周期長(zhǎng)。這給新能源配套送出工程建設(shè)帶來(lái)極大困難。所以幺虹呼吁，發(fā)電、電網(wǎng)項(xiàng)目應(yīng)該同步核準(zhǔn)。

而事實(shí)上，近幾年風(fēng)電發(fā)展中，還存在著前期規(guī)模大于地方規(guī)劃、地方規(guī)劃大于國(guó)家規(guī)劃等現(xiàn)象，無(wú)形中放大了“不同步”的弊端。

大規(guī)模接受新能源，國(guó)家電網(wǎng)有能力比國(guó)外做得更好

所謂“新能源并網(wǎng)難”，其實(shí)包括大電網(wǎng)接入、送出和消納三個(gè)環(huán)節(jié)。在技術(shù)層面，接入、送出的“世界性難題”是客觀存在的，這源于風(fēng)電、光伏等新能源固有的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性特點(diǎn)，導(dǎo)致其大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。但我國(guó)能用短短五六年走過(guò)歐美15年的風(fēng)電發(fā)展歷程，風(fēng)電從幾乎“零起步”發(fā)展到現(xiàn)在的世界第一并網(wǎng)風(fēng)電大國(guó);光伏發(fā)電起步更晚，但也開(kāi)始呈現(xiàn)井噴式發(fā)展勢(shì)頭，2011年全國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)同比增長(zhǎng)700%，目前國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域并網(wǎng)光伏發(fā)電已達(dá)271萬(wàn)千瓦，已同意并網(wǎng)、正在建設(shè)的光伏項(xiàng)目達(dá)126萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)2015年我國(guó)將成為世界第一光伏發(fā)電大國(guó)。這跟我國(guó)在新能源可觀、可測(cè)、可控、可調(diào)技術(shù)領(lǐng)域取得系統(tǒng)性突破是密不可分的。

在上述新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪就“我國(guó)電網(wǎng)大規(guī)模接受新能源是什么水平”透露，國(guó)網(wǎng)公司不僅幾年前就感知到了這場(chǎng)新能源革命的到來(lái)，而且在智能電網(wǎng)建設(shè)的許多領(lǐng)域都達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。“可以說(shuō)，中國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)在大規(guī)模接受新能源方面完全能夠比國(guó)外的電網(wǎng)做得更好，我們不光有這種信心，也具備這種技術(shù)能力”。

“并網(wǎng)難”實(shí)為消納難

數(shù)據(jù)顯示，2011年國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域風(fēng)電發(fā)電量達(dá)706億千瓦時(shí)，較國(guó)內(nèi)風(fēng)電起步時(shí)的2006年增長(zhǎng)了28.2倍，年均增長(zhǎng)96%。這5年間，風(fēng)電年平均利用小時(shí)數(shù)達(dá)1992小時(shí)，2010年達(dá)2095小時(shí)，與歐美大體相當(dāng)。分省看，部分地區(qū)風(fēng)電運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)歐美：蒙東、蒙西、甘肅風(fēng)電占當(dāng)?shù)乜傃b機(jī)比重分別達(dá)31%、21%、20%，風(fēng)電日發(fā)電量占全社會(huì)用電量比例最大分別達(dá)72%、28%、26%。上述指標(biāo)都達(dá)到或超過(guò)西班牙、德國(guó)和丹麥的水平。

光伏方面，今年1—9月國(guó)網(wǎng)收購(gòu)光伏發(fā)電量25.2億千瓦時(shí)，同比增加5.4倍，收購(gòu)電量增速高于并網(wǎng)容量增速?？梢?jiàn)，無(wú)論是電網(wǎng)接受新能源的技術(shù)能力，還是電網(wǎng)實(shí)際接入、送出新能源的數(shù)量和增幅，似乎都不足以導(dǎo)向“并網(wǎng)難”的結(jié)論。但業(yè)主和公眾為何仍有“并網(wǎng)難”的觀感呢?問(wèn)題其實(shí)出在接入、送出之后的消納環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段新能源“并網(wǎng)難”的實(shí)質(zhì)是消納難。

以國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)占比最高的內(nèi)蒙古東部和河北北部為例。目前風(fēng)電裝機(jī)已達(dá)656萬(wàn)千瓦的蒙東電網(wǎng)，今年上半年風(fēng)電發(fā)電量52億千瓦時(shí)，占區(qū)內(nèi)總發(fā)電量的14%、全社會(huì)用電量的30%。其中7月1日風(fēng)電最大出力達(dá)258萬(wàn)千瓦，占當(dāng)日最大供電負(fù)荷的70%，日發(fā)電量4951萬(wàn)千瓦時(shí)，占當(dāng)日供電量的63%，已達(dá)國(guó)內(nèi)乃至世界先進(jìn)水平。如此業(yè)績(jī)的取得，主要是依靠東北電網(wǎng)的整體調(diào)峰能力，因?yàn)槊蓶|電網(wǎng)二分之一以上的風(fēng)電電量需由東三省電網(wǎng)吸納。

而據(jù)國(guó)網(wǎng)蒙東公司通遼電業(yè)局發(fā)展策劃部主任李文學(xué)介紹，蒙東轄區(qū)的通遼市前兩年經(jīng)歷了風(fēng)電井噴式發(fā)展，目前風(fēng)電裝機(jī)占比已接近50%。但當(dāng)?shù)刎?fù)荷有限，電量都是外送遼、吉，以遼寧為主。受宏觀經(jīng)濟(jì)影響，東三省用電形勢(shì)也不樂(lè)觀。“他自身的電量還窩著發(fā)不出來(lái)，我們?cè)俅罅克瓦^(guò)去，他更接納不了”。

而在冀北電網(wǎng)，截至9月底，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到564萬(wàn)千瓦，占比達(dá)26%，較“十一五”初期增長(zhǎng)近60倍。目前，冀北地區(qū)已投產(chǎn)、核準(zhǔn)和取得路條文件的風(fēng)電裝機(jī)容量已遠(yuǎn)超過(guò)《河北省風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃》中2015年的目標(biāo)，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)?shù)氐南{能力。

盡管冀北電網(wǎng)近幾年先后投資27.9億元，新增變電容量294萬(wàn)千伏安，新增輸電線路1428公里，顯著提高了風(fēng)電匯集和外送能力，使冀北地區(qū)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備全年平均利用小時(shí)數(shù)始終優(yōu)于全國(guó)平均水平。但受當(dāng)?shù)刎?fù)荷較小所限，風(fēng)電消納能力已飽和;而從送出通道看，冀北風(fēng)電目前主要靠張家口500千伏線路送出，受電網(wǎng)安全約束，送出能力僅為300萬(wàn)千瓦，遠(yuǎn)不能滿足風(fēng)電發(fā)展的需要。今年以來(lái)，冀北電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電已出現(xiàn)“棄風(fēng)”現(xiàn)象。

新能源消納難源于負(fù)荷中心與電源逆向分布

新能源消納難，除受宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響、用電市場(chǎng)萎縮之外，我國(guó)能源資源與負(fù)荷中心呈逆向分布的基本格局，是其內(nèi)在深層次原因。

國(guó)網(wǎng)方面分析，跟煤電等常規(guī)能源相似，我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源也與負(fù)荷中心呈逆向分布：大規(guī)模風(fēng)電、光伏基地主要集中在“三北”地區(qū)，遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中東部負(fù)荷中心，跨區(qū)輸送能力不足。目前“三北”地區(qū)風(fēng)電比重已經(jīng)達(dá)到20%的較高水平，近年來(lái)，風(fēng)電開(kāi)發(fā)規(guī)模大與系統(tǒng)消納能力小的矛盾越來(lái)越突出，受跨區(qū)輸送通道建設(shè)滯后影響，進(jìn)一步發(fā)展風(fēng)電面臨消納空間不足的挑戰(zhàn)。而從全國(guó)看，風(fēng)電占電源裝機(jī)的比重只有5%，中東部地區(qū)調(diào)峰資源較為豐富，消納風(fēng)電的市場(chǎng)潛力未充分發(fā)揮。目前的關(guān)鍵問(wèn)題是大區(qū)之間的聯(lián)系還很薄弱，還沒(méi)有形成全國(guó)統(tǒng)一的大市場(chǎng)和與之相適應(yīng)的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)能力，難以適應(yīng)在更大范圍優(yōu)化資源配置的需要。

此外，電源結(jié)構(gòu)單一，系統(tǒng)調(diào)峰能力不足也是重要的制約因素。新能源集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)都是以火電為主，火電裝機(jī)占比達(dá)到81%(東北、華北、西北火電裝機(jī)占比分別為77%、91%、65%)，且多為供熱機(jī)組，既沒(méi)有快速跟蹤負(fù)荷的天然氣發(fā)電，又缺少可以靈活調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能電站;特別是到冬季，主要是供熱機(jī)組在發(fā)電，調(diào)峰能力更差。相比而言，西班牙燃油燃?xì)饧俺樗钅艿褥`活調(diào)節(jié)電源比例高達(dá)34%，是風(fēng)電的1.7倍;美國(guó)靈活調(diào)節(jié)電源比例達(dá)到47%，是風(fēng)電的13倍。在這種不利情況下，我國(guó)的風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)仍達(dá)到了2000小時(shí)左右，跟風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家西班牙相當(dāng)。舒印彪介紹，靠的是我們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)建設(shè)、調(diào)度的統(tǒng)一管理，以及其他技術(shù)方面的工作，可以彌補(bǔ)調(diào)峰能力的不足。

根本解決問(wèn)題，還靠特高壓

舒印彪所說(shuō)“其他技術(shù)”，包括加裝安穩(wěn)裝置、無(wú)功補(bǔ)償裝置、風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越達(dá)標(biāo)等技術(shù)措施;而在系統(tǒng)管理方面，現(xiàn)有條件下“千方百計(jì)消納風(fēng)電”的主要做法，就是充分發(fā)揮統(tǒng)一調(diào)度和大電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，包括深入分析風(fēng)電運(yùn)行規(guī)律，科學(xué)安排調(diào)度運(yùn)行方式，挖掘系統(tǒng)調(diào)峰潛力，跨省跨區(qū)消納風(fēng)電等。但在現(xiàn)有大電網(wǎng)配置和消納新能源潛力已經(jīng)充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上，靠這樣的挖潛、彌補(bǔ)，可以解決問(wèn)題于一時(shí)、一地，卻不能根本解決問(wèn)題。

在蒙東、冀北，在其他風(fēng)電占比較高地區(qū)，電網(wǎng)方面極為一致的呼聲是，要根本解決新能源送出、消納問(wèn)題，還要靠特高壓，以及建立在特高壓網(wǎng)架基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)。

多位業(yè)內(nèi)人士分析，我國(guó)風(fēng)電出力時(shí)空分布不均衡，不同地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)同時(shí)來(lái)風(fēng)的概率較小，這種特性決定了在更大范圍消納風(fēng)電，風(fēng)能資源的利用會(huì)更好。這樣，大力推進(jìn)遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓電網(wǎng)建設(shè)，通過(guò)“風(fēng)火打捆”外送方式，推動(dòng)清潔能源在更大范圍內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置。

分析指出，特高壓電網(wǎng)不僅能從根本上解決新能源大容量、遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題，更能解決現(xiàn)存的電源結(jié)構(gòu)不合理、系統(tǒng)調(diào)峰能力差的問(wèn)題。以冀北電網(wǎng)為例，建設(shè)規(guī)劃中的張北—武漢特高壓工程，可以實(shí)現(xiàn)冀北電網(wǎng)“風(fēng)火打捆”外送，同時(shí)利用華中地區(qū)豐富的水電，形成水火互濟(jì)、風(fēng)水互補(bǔ)、風(fēng)火互補(bǔ)的優(yōu)化格局。