國家電網(wǎng)并網(wǎng)風電5026萬千瓦 顯著成果來之不易
摘要: 2012年6月,我國并網(wǎng)風電5258萬千瓦,取代美國成為世界第一風電大國。國家電網(wǎng)調(diào)度范圍并網(wǎng)風電5026萬千瓦,自2006年以來,年均增長率為87.4%。國家電網(wǎng)成為全球接入風電規(guī)模最大、增長速度最快的電網(wǎng)。
關鍵字: 并網(wǎng)風電,風電,國家電網(wǎng)
2012年6月,我國并網(wǎng)風電5258萬千瓦,取代美國成為世界第一風電大國。國家電網(wǎng)調(diào)度范圍并網(wǎng)風電5026萬千瓦,自2006年以來,年均增長率為87.4%。國家電網(wǎng)成為全球接入風電規(guī)模最大、增長速度最快的電網(wǎng)。
國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪告訴記者,通過不懈努力和扎實工作,國家電網(wǎng)在風電規(guī)劃、調(diào)度管理、技術標準等各個方面取得了長足進步,對風電發(fā)展規(guī)律和特性不斷加深認識,風電規(guī)模從小到大,標準從無到有,技術從跟隨到領先,大電網(wǎng)運行大風電能力處于世界領先水平。
顯著成果來之不易
“我們用5年多的時間走過了美國、歐洲15年風電發(fā)展歷程,實現(xiàn)了風電從200萬千瓦到5000萬千瓦的跨越,發(fā)展成果來之不易?!眹译娋W(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪說。
自2006年以來,隨著國家對新能源和可再生能源的重視,我國風電發(fā)展進入“井噴期”。與此同時,風電技術發(fā)展落后、相關標準缺乏、風電發(fā)展盲目性與風電快速發(fā)展之間的矛盾也日益突出。如何更好更快地規(guī)范風電的發(fā)展,同時制定統(tǒng)一標準,盡最大努力消納風電,成為擺在國家電網(wǎng)公司面前的難題。
為此,國家電網(wǎng)做了大量艱苦而卓有成效的工作。
依托新一代智能電網(wǎng)調(diào)度技術支持系統(tǒng),國家電網(wǎng)公司加強統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一管理,多措并舉,著力提升風電并網(wǎng)和消納水平。
一是充分挖掘省級電網(wǎng)調(diào)峰潛力??茖W安排調(diào)度運行方式,統(tǒng)籌火電、水電機組運行,最大限度地實現(xiàn)風電在省級電網(wǎng)的就地消納?!叭薄钡貐^(qū)各省通過水電、火電(含供熱機組)、抽水蓄能電站實現(xiàn)與風電的互補運行,取得了顯著效果。
二是充分發(fā)揮大電網(wǎng)整體消納風電的能力。通過優(yōu)化區(qū)域電網(wǎng)的運行方式,實現(xiàn)風能資源跨省區(qū)調(diào)度和大范圍消納。東北、西北電網(wǎng)建設了風電功率自動控制系統(tǒng),每5分鐘動態(tài)調(diào)整風電計劃,最大限度地利用跨省通道輸送風電。
三是全面提升風電運行監(jiān)測水平。建立風功率預測系統(tǒng),實現(xiàn)了風電可監(jiān)測、可預報、可調(diào)控。建成覆蓋26個省、全部570座風電場的新能源調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡,實現(xiàn)了風電場與電網(wǎng)互聯(lián)互通。
2011年國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)風電年發(fā)電量達到706億千瓦時,較2006年增長了28.2倍,年均增長96%。2006年至2011年,風電年平均利用小時數(shù)達到1992小時,2010年達到2095小時,與歐美風電大國大體相當。
2006年以來,國家電網(wǎng)累計投資458億元,建成風電并網(wǎng)線路2.53萬公里,新(擴)建變電站420座。
在科學消納風電的同時,國家電網(wǎng)公司在國家和行業(yè)標準相對滯后的情況下,加快標準體系建設,研究制定了一系列標準和規(guī)范,編制修訂了22項企業(yè)標準。
該公司針對風電場與電網(wǎng)協(xié)調(diào)配合的核心技術和關鍵問題,及時頒布《風電場電氣系統(tǒng)典型設計》、《風電場接入電網(wǎng)技術規(guī)定》、《風電調(diào)度運行管理規(guī)范》,有效解決了風電場建設沒有規(guī)范、接入電網(wǎng)沒有標準等問題。
面對風電與電網(wǎng)規(guī)劃前期不同步、建設工期不匹配等困難,國家電網(wǎng)公司積極跟蹤風電項目進展,主動與風電業(yè)主協(xié)調(diào)配合,及時調(diào)整配套電網(wǎng)工程建設時序,超前開展前期工作,千方百計加快風電送出工程建設,盡最大努力滿足了風電接入電網(wǎng)的需要。
2011年,國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)發(fā)生8起風電大規(guī)模脫網(wǎng)事故,主要發(fā)生在甘肅河西走廊、張家口張北等風電場密集區(qū)域,嚴重威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。電監(jiān)會發(fā)布調(diào)查報告,認為事故主要原因在于風機低電壓穿越能力缺陷。
低電壓穿越能力本該是風機“標準配置”,加之酒泉、張北等地的風電場分布呈現(xiàn)大規(guī)模密集并網(wǎng)特點,一家脫網(wǎng)很容易引發(fā)“連鎖效應”,導致大范圍脫網(wǎng)事故。
為此,國家電網(wǎng)公司集中力量開展風電反事故措施和檢測工作,督導經(jīng)營區(qū)域內(nèi)570座風電場共36022臺風電機組進行以低電壓穿越為主的安全整改工作,累計組織技術小分隊300余批次、技術人員1000余人次,為發(fā)電企業(yè)的全面整改提供技術支持。
國家電網(wǎng)公司還編制了風電并網(wǎng)服務指南,舉辦600余次風電場運行人員崗前培訓,培訓風電場運行管理人員近萬人次。
這些都為風電大規(guī)模并網(wǎng)及風電場安全運行提供了支持。
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風電消納世界難題
盡管在不到6年時間,國家電網(wǎng)公司實現(xiàn)5000多萬千瓦的并網(wǎng),但是隨著我國風電的繼續(xù)快速發(fā)展,如何在目前的基礎上繼續(xù)大規(guī)模并網(wǎng)消納,是一個巨大挑戰(zhàn)。
在國家電網(wǎng)看來,風電、太陽能等新能源可持續(xù)發(fā)展的關鍵是解決消納問題。從國際經(jīng)驗看,大規(guī)模的風電有效消納和利用是世界性難題。
風能不同于常規(guī)的能源,它有三個特點:間歇性、隨機性和難以預測性。
此外,我國雖然發(fā)電裝機十億多千瓦,但風電消納問題依然突出,這與我國的風電本身的自然稟賦和能源結(jié)構(gòu)有著重要關系。
首先,我國風電主要集中在三北地區(qū)(東北、西北、華北北部),其風電并網(wǎng)裝機容量占全國風電總裝機容量的90%,規(guī)模大,且遠離負荷中心,就地消納市場有限。
其次,三北地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一、靈活調(diào)節(jié)比重不足2%,特別是冬季供熱機組多,根本沒法調(diào)峰,否則就影響供熱。冬季負荷最低的時候,與供熱機組最小出力基本相等,再發(fā)風電就高于負荷,根本沒法平衡,在這種情況下,再多的風電都只能放棄。如果快速調(diào)峰問題得不到解決,三北地區(qū)難以適應風電更大規(guī)模建設的要求。
“現(xiàn)在能消納5000多萬千瓦風電,也是我們在區(qū)域電網(wǎng)、區(qū)域之間有一定聯(lián)網(wǎng),加上統(tǒng)一調(diào)度、能夠統(tǒng)一安排負荷,才能實現(xiàn)這樣的消納水平?!笔嬗”胝f。[!--empirenews.page--]
在舒印彪看來,目前我國三北地區(qū)風電比重達到20%,受多種因素制約,進一步大規(guī)模發(fā)展風電的空間已經(jīng)沒有了。但從全國看風電占全國裝機比重只有5%。因此若要繼續(xù)大力發(fā)展風電,就必須開發(fā)中東部、甚至全國消納市場的潛力。
全國聯(lián)網(wǎng)勢在必行
今年7月,國家能源局發(fā)布了《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,提出了我國2011~2020年風電的發(fā)展目標、開發(fā)布局和建設重點,其中,規(guī)劃風電2015年并網(wǎng)裝機容量達到1億千瓦,2020年超過2億千瓦。
根據(jù)國家規(guī)劃,重點建設河北、蒙東、蒙西、吉林、甘肅、山東、江蘇、新疆和黑龍江等9個大型風電基地,到2015年,這9大基地裝機容量總計達到7900萬千瓦以上。
這就要求必須加快這些地區(qū)電力外送通道建設,使三北地區(qū)風電在中東部地區(qū)消納,促進大型風電基地的開發(fā)和高效利用。
國家電網(wǎng)電力科學研究院院長肖世杰認為,若要大幅度提高風電消納水平,必須借助全國的大市場、借助全國抽水蓄能電站的調(diào)峰能力,在全國大范圍消納。目前的難題是大區(qū)之間的聯(lián)系太薄弱、沒有形成全國統(tǒng)一的大市場和與之相適應的全國聯(lián)網(wǎng)能力,難以適應未來風電大規(guī)模發(fā)展和在更大范圍優(yōu)化配置的需要。
在肖世杰看來,風電出力的間歇性和波動性特點是導致風電并網(wǎng)及消納困難的根本原因。要有效解決這一難題,需要從電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)調(diào)度運行等方面著手,尤其要求電網(wǎng)實行統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理、全國聯(lián)網(wǎng)。