科技进步 让风电并网不再难(一)

发布时间: 2014-04-13 12:42 作者: 浏览次数: 字号:

中国已成全球风电发展主角

风电是全球最具规模化开发前景的可再生能源。

中国政府高度重视风电发展,把加快发展风电作为优化能源结构、推动能源生产方式变革的重大战略举措,“十一五”以来实施了《可再生能源法》,制定了鼓励风电发展的区域电价、费用分摊、优先并网等一系列支持政策和配套措施,推动了风电高速度、大规模、高水平发展。

2006年以来,全国新增风电装机5000万千瓦左右,实现了风电从200万千瓦到5000万千瓦的巨大跨越,用5年半时间走过了美国、欧洲15年的风电发展历程。2012年6月,全国并网风电达到5258万千瓦,超过美国跃居世界第一。国家电网调度范围达到5026万千瓦,成为全球风电规模最大、发展最快的电网。

截至2013年底,全国并网风电装机7548万千瓦,其中国家电网调度范围7037万千瓦,占93%;2006年—2013年装机年均增长67.7%。2013年,全国风电发电量超过1401亿千瓦时,其中国家电网调度范围风电发电量1290亿千瓦时;2006年—2013年发电量年均增长77.1%。预计2020年全国风电并网容量将达到2亿千瓦。

依靠大电网,蒙东、蒙西、甘肃和吉林风电日发电量占用电量的比例最高分别达到94%、31%、33%和32%,风电出力占用电负荷比例最大分别达到111%、36%、36%和34%,与丹麦、西班牙相当。

十年前,中国风电产业还处于艰难的起步阶段,而今天,在全球风电发展格局中,中国已成主角。曾几何时,诺大一个中国仅有几个风电示范项目,而今天,平均每小时就有两台风机在神州大地矗立;曾几何时,中国最大的风电场装机不足1万千瓦,而今天,已建成新疆哈密、甘肃酒泉、蒙西、蒙东、河北、吉林等八个千万千瓦级风电基地。

并网消纳与安全运行已成主要瓶颈

但是中国地域广阔,能源资源分布及其不平衡,全国80%以上的煤炭、石油、天然气、水电、风电、太阳能资源分布在西北部地区,其中陆上风能资源主要集中在“三北”和青藏高原地区,而人口稠密的东南部地区风能资源稀缺。“三北”地区风能资源占全国90%以上,用电负荷集中在华东、华中、华南和华北等东南部地区,占全国用电量80%以上。风电规划建设与用电市场需求逆向分布的趋势非常明显。

“三北”地区电源结构以火电为主,水电等快速灵活调节电源较少,仅占0.5%—1.2%,冬季供热期系统调峰尤为困难不利于风电消纳。相比而言,西班牙灵活调节电源比例高达34%,是风电的1.7倍;美国高达49%,是风电的14倍。灵活电源比例较高是西班牙等国家风电利用水平高的主要原因。

另一方面,与风电呈爆发式增长相对的是,风电机组类型多,风能资源历史数据少,且开发主要集中在电网结构薄弱、以欠灵活调节的煤电为主的“三北”地区,局部地区风电出力受限和风电机组大面积脱网事故时有发生,并网消纳与安全运行已成为中国风电发展的主要瓶颈,突破风电并网关键技术是培育和发展风电产业的重大需求。

实现风电可监测、可调度、可控制

针对风电并网稳定运行和有效消纳面临的巨大挑战,国网公司投入研发人员百余人,投入研究经费近4亿元。通过自主创新和协同攻关,采用“基础研究、系统开发、试验验证、应用推广”的技术路线,在风电功率预测、优化调度、试验检测、并网仿真方面取得了技术突破,形成拥有自主知识产权的核心技术。