風電第一大國的新突圍

中國并網(wǎng)風電超過美國，已成世界第一風電大國。但如何解決好消納難題，成為實現(xiàn)風電強國的關鍵突破口之一。

近日，《瞭望》新聞周刊從國家電網(wǎng)公司了解到，今年6月，我國并網(wǎng)風電達到5258萬千瓦，超過美國成為世界第一風電大國。業(yè)內(nèi)人士認為，我國風電用5年多時間走過了發(fā)達國家15年的發(fā)展歷程，大電網(wǎng)運行大風電的能力進入世界領先水平，為我國搶占新能源戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機、應對全球氣候變化等作出突出貢獻。但與此同時，我國新能源產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)保持持續(xù)健康發(fā)展，仍需解決配套政策不完善、電網(wǎng)規(guī)劃滯后等一系列突出問題。

風電指標達到發(fā)達國家水平

“在風電迅猛發(fā)展的幾年時間里，電網(wǎng)既是風電發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，也是各種矛盾的焦點?！眹译娋W(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪說，通過近年來的艱苦努力，我國在風電規(guī)劃設計、運行控制、調(diào)度管理、技術標準等各個方面取得了長足的進步，對風電的發(fā)展規(guī)律和特性有了更深的認識，風電規(guī)模從小到大，標準從無到有，技術不斷突破，運行控制能力從弱到強，風電發(fā)展達到了一個新的水平。

“從200多萬千瓦到5000多萬千瓦，我國風電用5年多時間走過了發(fā)達國家15年的路。”舒印彪說，隨著中國成為世界第一風電大國，國家電網(wǎng)也成為世界風電接入規(guī)模最大、增長速度最快的電網(wǎng)。今年6月，國家電網(wǎng)調(diào)度范圍并網(wǎng)風電達到5026萬千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量達到251萬千瓦。其中，蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個地區(qū)風電并網(wǎng)裝機已經(jīng)超過500萬千瓦，目前國際上風電并網(wǎng)裝機超過500萬千瓦的國家只有9個。

據(jù)介紹，在我國風電發(fā)展前期規(guī)劃不同步、建設無規(guī)范、并網(wǎng)缺標準的情況下，國家電網(wǎng)公司積極采取措施，保障國家及各級地方政府核準的風電項目全部及時并網(wǎng)。為促進風電發(fā)展，自2006年以來，國家電網(wǎng)公司共投資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。統(tǒng)計顯示，2006——2011年，國家電網(wǎng)經(jīng)營范圍內(nèi)風電發(fā)電量年均增長96％，并網(wǎng)風電量年均增長87％，電網(wǎng)與風電基本實現(xiàn)了同步發(fā)展。

與此同時，在風電消納過程中，我國統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的大電網(wǎng)優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，風電利用達到較高水平。特別是在我國風電資源條件和系統(tǒng)調(diào)峰能力與國外差距很大的情況下，風電聚集地區(qū)的風電裝機容量和發(fā)電量都超過了國外先進水平。

數(shù)據(jù)顯示，2010年，國家電網(wǎng)公司運營范圍內(nèi)風電年均利用小時數(shù)達到2095小時，與歐美大體相當。蒙東、蒙西、甘肅酒泉、河北北部4個地區(qū)風電裝機占比分別達到22％、21％、20％、16％，與德國17％、西班牙21％的水平相當；今年蒙東、蒙西、甘肅風電日發(fā)電量占用電量的比例最高分別達到72％、28％、26％，超過西班牙等國家水平。　

大風電營運能力顯著增強

電網(wǎng)是新能源發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。由于風電具有波動性和隨機性的特征，大規(guī)模的風電接入給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來新挑戰(zhàn)。國家電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)劃部副主任張正陵說，近年來國家電網(wǎng)公司抓住風電發(fā)展中的突出矛盾和關鍵問題，積極推動新能源產(chǎn)業(yè)的安全有序發(fā)展。

其一，配合風電快速發(fā)展，確立了我國電網(wǎng)建設和消納的全面實施路徑。2009年以來，國家電網(wǎng)公司緊跟國家風電發(fā)展戰(zhàn)略，按照“建設大基地、融入大電網(wǎng)”的發(fā)展思路，組織中國電科院、國網(wǎng)經(jīng)研院、國網(wǎng)能源院、有關網(wǎng)省公司和設計咨詢機構，先后開展了各大型風電基地輸電規(guī)劃，逐一研究各大型風電基地的出力特性，分析每個風電場的同時率、出力概率分布，按照由近及遠的原則，“先省內(nèi)、后區(qū)域、再全國”安排風電消納市場，統(tǒng)籌風電和其他電源建設，深入挖掘本地系統(tǒng)調(diào)峰能力，同步規(guī)劃抽水蓄能電站，系統(tǒng)提出了相關地區(qū)的省內(nèi)電網(wǎng)建設方案和區(qū)外消納電網(wǎng)方案，將“三北”風電基地和“三華”電力市場規(guī)劃為一個整體。

國家電網(wǎng)公司在規(guī)劃建設“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架和若干條特高壓直流輸電線路過程中，著重考慮了新能源的消納問題。這些特高壓交流與直流的起點都在國家“十二五”規(guī)劃綱要中提出的五大綜合能源基地，其中，新疆、蒙東、蒙西等地區(qū)既是大型風電基地，也是大型煤電基地，通過實施風電與火電聯(lián)合外送，可以有效擴大消納范圍。

其二，加快風電標準體系建設，解決“風電場建設沒有規(guī)范”、“接入電網(wǎng)沒有標準”等瓶頸問題?！拔覈L電發(fā)展初期，風機技術標準缺失，制造門檻低、廠商品牌眾多，2009年以前生產(chǎn)的風機普遍不符合電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，不具備低電壓穿越等基本功能?！笔嬗”胝f，“當時最突出的問題就是設備制造缺乏統(tǒng)一標準，有100多家廠商、幾百個品種，而核心技術主要掌握在跨國公司手里?！痹趪液托袠I(yè)標準相對滯后的情況下，國家電網(wǎng)公司加快標準體系建設，編制修訂了22項企業(yè)標準，并積極參與多項風電國家標準、行業(yè)標準的編制，及時頒布了《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》等電網(wǎng)介入規(guī)范。

其三，開展風電核心關鍵技術攻關，掌握了先進的新能源發(fā)電與送出聯(lián)合調(diào)控技術。近年來，國家電網(wǎng)公司投入40億元用于新能源研發(fā)，開展科研項目357項，建成了具有世界先進水平的國家風電儲輸示范工程、國家風電技術與檢測研究中心、國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)（實驗）中心等。

其四，建成先進的新能源運行調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡和風功率預測系統(tǒng)，實現(xiàn)了風電的“可觀測、可預報、可控制”。電力調(diào)度與準確的功率預測是風電大規(guī)模接入電網(wǎng)的首要條件。近年來，國家電網(wǎng)公司開發(fā)運行了具有自主知識產(chǎn)權的風電控制、調(diào)度、預測系統(tǒng)，建成覆蓋26個省、全部570座風電場新能源運行調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡，在14家調(diào)度機構建成風功率預測系統(tǒng)，實現(xiàn)了風電可監(jiān)測、可預報；完善風電場無功電壓、通信保護、運行控制系統(tǒng)，建設電網(wǎng)友好型風電場，實現(xiàn)了風電場與電網(wǎng)互聯(lián)互通、風電可控可調(diào)。

其五，充分發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，實現(xiàn)跨省跨區(qū)大范圍消納風電。在風電消納過程中，我國統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的大電網(wǎng)優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。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，最大限度利用跨省通道輸送風電。例如，今年4月26日，蒙西電網(wǎng)風電日發(fā)電量占比達到28％，其中1／3風電電量由華北電網(wǎng)消納；5月14日，蒙東電網(wǎng)風電日發(fā)電量占比達到72％，其中1／2風電電量由東三省電網(wǎng)消納。

其六，幫助風電企業(yè)升級完善，推動行業(yè)規(guī)范發(fā)展。2011年，我國多地發(fā)生多起并網(wǎng)風機大量脫網(wǎng)事故，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成影響。按照國家能源局和國家電監(jiān)會相關工作部署，國家電網(wǎng)公司組織技術小分隊300余批次，督導和幫助570座風電場進行以低電壓穿越為主的并網(wǎng)安全整改。同時，開展了大量檢測工作，幫助風電制造企業(yè)系統(tǒng)地梳理核心技術環(huán)節(jié)中存在的問題和缺陷，協(xié)助風機制造企業(yè)升級完善。此外，編制風電并網(wǎng)服務指南，開展風電場運行人員崗前培訓，累計舉辦600余次培訓班，培訓風電場運行管理人員近1萬人次。通過努力，我國風力發(fā)電裝備制造水平和風電場安全運行水平有了明顯的提升。　

消納難題將成發(fā)展關鍵

部分專家認為，隨著我國風電標準體系的逐步建立以及核心技術的不斷突破，消納問題將成為制約我國風電可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

張正陵說，按照國家風電發(fā)展規(guī)劃，2015年我國風電規(guī)模將達到1億千瓦、2020年達到2億千瓦，80％以上集中在“三北”地區(qū)。從局部看，“三北”風電比重已達到20％的較高水平，受市場規(guī)模小、調(diào)峰資源有限、跨區(qū)輸電能力不足等因素制約，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，目前風電占電源裝機的比重只有5％，中東部地區(qū)調(diào)峰資源較為豐富，消納風電的市場潛力未充分發(fā)揮。目前的關鍵問題是大區(qū)之間的聯(lián)系還很薄弱，還沒有形成全國統(tǒng)一的大市場和與之相適應的全國聯(lián)網(wǎng)能力，難以適應下一步風電大規(guī)模發(fā)展和在更大范圍優(yōu)化配置的需要。

據(jù)了解，目前我國電網(wǎng)仍存在諸多制約著新能源消納的因素，其中兩個因素尤其值得關注：

一是系統(tǒng)調(diào)峰能力不足。張正陵說，我國風電分布集中的“三北”地區(qū)都是以火電為主，冬季的后半夜往往“棄風”嚴重。因為這時出于供暖需要，熱電機組無法給風電讓道，調(diào)峰尤為困難。而在西班牙燃油燃氣及抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源比例高達34％，是風電的1.7倍；美國靈活調(diào)節(jié)電源比例達到47％，是風電的13倍。

二是跨區(qū)輸送能力不足。我國風資源集中、規(guī)模大，遠離負荷中心，規(guī)劃建設的8大千萬千瓦級風電基地中，大部分基地所在地區(qū)無法實現(xiàn)風電就地消納，而國外風資源相對分散，80％以上的風電可接到10千伏以下配電系統(tǒng)，能夠就地消納。內(nèi)蒙古東部電力公司發(fā)策部副主任李彥吉說：“蒙東電網(wǎng)是典型的‘小負荷、大電源’送端型電網(wǎng)。到今年2月，蒙東地區(qū)發(fā)電總裝機容量2026萬千瓦，而當?shù)刈畲笥秒娯摵芍挥屑s400萬千瓦。我們迫切需要建設新能源外送通道?！?/p>

因此，要解決好我國電網(wǎng)與風電匹配發(fā)展的問題，急需加強統(tǒng)一規(guī)劃，完善配套政策，加快調(diào)峰電源和特高壓跨區(qū)輸電通道建設，擴大風電消納市場。同時，汲取風電發(fā)展中的一些經(jīng)驗教訓，對太陽能等其他新能源及早進行建章立制工作。

來源:《瞭望》新聞周刊 作者：薛凱 　

　　版權及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀