加快跨区电网建设提高风电利用率

大规模风电的高效利用是一个世界性难题。世界各国一直在进行非常艰苦的努力和探索,到现在为止还在进行一系列的科技攻关和相应的研究,就是为了在风电大规模并网以后,提高它的利用率。

风电大规模接入主要有几个方面的问题。首先,风电不同于常规的电源,通俗一点来说,是“靠风吃饭”,具有间歇性和随机性。其次,预测非常困难。风电比一般的常规电源有更多的特性。为了利用好风电,国家电网公司做了很多工作,例如建设数值天气预报,建立风电场的预测系统,预测的准确度达到了85%,已达到国际领先水平。目前,在国家电网经营区域内,570个风电厂已经建设了“风电实时监测网络”。

此外,风电出力和电力需求通常是相反的,即白天大家都需要用电时,风电出力可能比较少,而深夜大家用电少了,风电出力反而很大。这种情况下要利用好风电,就需要常规电源有很好的调节性能,例如在风电发展较好的西班牙,常规电源可随风电波动做到灵活调节。我国的灵活调节电源比例相对偏低,抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源的比重不到5%。火电特别是调节能力较差的供热机组比例较高,风电分布集中的“三北”地区以火电为主,东北超过80%,华北超过90%,且一半以上是供热机组。在现有的技术条件下,到了冬季供热期间,供热机组调节能力很低,而冬季却是“三北”风能资源最好的季节。因此,目前灵活调节电源缺少的状况,很难适应大风期配合风电发电变化的需要。

我国风电发展较快、规模大的地方,市场规模却比较小,这是影响风电高效利用的另一个问题。风能资源丰富的地方发出的风电,很多自己用不上,需要高电压远距离外送。但我国目前跨区域的电网相对比较薄弱,这给风电大规模跨区远距离运送带来了一定困难。为解决这一困难,国家电网公司尽可能地利用现有的跨区电网输送风电,加大风电的消纳规模。

今年上半年,蒙东和蒙西风电的日发电量创了新高。其中,4月26日,蒙西电网风电发电量占到了28%,通过蒙西和华北电网的联网,华北电网消纳了蒙西100万千瓦以上的风电。5月14日,蒙东电网风电发电量占到了72%,黑龙江、吉林、辽宁三省通过跨省联网接纳了蒙东电网一半的风电电量。这两个例子说明了在现有电网状况下,利用大电网,充分挖掘电网潜力,可以尽可能多地消纳风电。

风电实际的利用效率,受影响的因素较多。首先是风电本身发展的速度和规模。其次是电力系统中有没有足够灵活的电源来配合它进行调节,此外还要考虑风电的市场状况,即风电能不能大规模送出,送到合适的市场去。造成“弃风”有两个原因,一是电力系统的调节能力相对较差。二是系统的联网规模,尤其是跨区域输电的能力相对来说较小。第二个原因更为关键。因此,今后经过扩大市场,风电高效利用的问题就能得到很好的解决。一方面,扩大市场以后,风电的市场就大了。另一方面,风电也可以利用到更大市场里面的其他调节电源。

从国际经验来看,欧洲丹麦等国家依靠强大的跨国互联电网支撑,有效地扩大了风电平衡区,提高了风电利用水平。例如,丹麦跨国交换输电容量500万千瓦,最大负荷约630万千瓦,跨国交换输电容量占最大负荷的80%。跨国联网有力推动了丹麦风电大规模的接入和高效率的利用。如果把“三北”的风电大规模送到“三华”电网,一方面可以实现“三北”地区风电大规模接入,有助于风电消纳;另一方面可以利用“三华”市场范围内的灵活调节电源,提高“三北”地区风电利用效率,从而将风电的“弃风”控制在5%以内,比现在的风电利用率提高20%以上。

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