風電場棄風狀況初探

王明軍，高原生，蔣偉節(jié)，王周菊

(東方汽輪機有限公司風電事業(yè)部，四川 德陽 618000)

風電場棄風狀況初探

王明軍，高原生，蔣偉節(jié)，王周菊

(東方汽輪機有限公司風電事業(yè)部，四川 德陽 618000)

經過對多個風電場棄風限電狀況的調查，本文收集了部分風電場的發(fā)電量數(shù)據(jù)和因限電而損失的發(fā)電量以供有關部門以及同行們參考。

棄風；風電場；電網

0 引言

中國風電行業(yè)快速進步，取得了很大的成就。但是，隨著行業(yè)的深入發(fā)展，存在的問題不斷涌現(xiàn)。由于部分地區(qū)的風電發(fā)展速度與電網建設速度不成比例，造成風電與電網接納之間的矛盾，也造成了火電與風電爭通道的問題，不少風電場棄風限電嚴重。

1 不同地區(qū)風電場的棄風狀況

所謂棄風，主要是指由于電網接納能力不足、風電場建設工期不匹配和風電不穩(wěn)定等原因導致的風電機組停止發(fā)電的現(xiàn)象。

在不少地區(qū)，風電過度發(fā)展造成風電規(guī)模與電網接納不相協(xié)調，風電場棄風現(xiàn)象嚴重。

2012年，國家通過了一系列的政策和措施，個別地方限電狀況有所改善。但一些風電規(guī)模相對過大，電網改造滯后，各方利益沖突嚴重的地區(qū)，棄風限電狀況仍難以得到有效改善。一些地區(qū)還呈現(xiàn)出棄風問題愈演愈烈的趨勢。

1.1 呼倫貝爾、滿洲里地區(qū)風電場限電狀況

在呼倫貝爾盟的電網中，2012年已經建成并投入營運的風電場有11個，總負荷為613.4MW，加上在建風電場和即將投入營運的風電場，風電裝機容量可達700MW，火電裝機約為1.4GW。呼倫貝爾地區(qū)最大用電負荷約為700MW，負荷較小的時候，僅為400MW左右。電網與風電發(fā)展規(guī)模不相適應是該地區(qū)棄風限電的根本原因，表1為2012年呼倫貝爾電網投入營運的11個風電場發(fā)電發(fā)電量狀況。

該地區(qū)的風電場從2010普遍開始限電，棄風比例不斷增加，例如：深能源滿洲里風電場，其中的13臺1.5MW風電機組， 在2010年底全部投入運營，在2011年發(fā)電量為44.7GWh，利用小時數(shù)為2292h因限電棄風造成的發(fā)電量損失為2.2GWh；2012年的實際發(fā)電量為29.44GWh，因限電損失的發(fā)電量約為22.74GWh。這13臺機組在2011年棄風發(fā)電量占可發(fā)電比例的4.7%，而在2012年棄風發(fā)電量則為44%。

表1 2012年呼倫貝爾電網投入營運的11個風電場狀況

從表1可以看出，由于電網建設滯后，外送容量有限，加之供熱機組所占比重較大，該地區(qū)風電場的利用小時數(shù)普遍很低，在2012年，有不少風電場的棄風超過50%以上，龍源新安風電場利用的等效小時數(shù)僅為506h，棄風的比例更高。

可以預見，該地區(qū)風電規(guī)模持續(xù)增加，如果電網格局沒有改善，2013年該地區(qū)的棄風限電將更加嚴重。

1.2 吉林大安地區(qū)風電場限電狀況

吉林華電大安風水山風電場66臺1.5MW風電機組，總裝機容量99MW。2011年5月全部投產，在2012年發(fā)電154.95GWh，利用小時數(shù)為1565h，棄風損失發(fā)電量約54.83GWh。

國電大安紅崗子風電場，24臺2MW風電機組，總裝機容量48MW。 2012年發(fā)電為75.48GWh，利用小時數(shù)為1573h，棄風損失發(fā)電量約25.61GWh。

中廣核大安風電場，該風電場有165臺1.5MW風電機組，裝機容量247.5MW。2010年就全部并網發(fā)電，在2011年發(fā)電388.65GWh，利用小時數(shù)為1570h，棄風損失發(fā)電量約89GWh； 2012年發(fā)電為352.33GWh，利用小時數(shù)為1424h，棄風損失發(fā)電量約143.2GWh。從此風電場可以看出，2012年與2011年相比，利用小時數(shù)減少，棄風發(fā)電量增加。

1.3 內蒙古部分地區(qū)風電場限電狀況

內蒙古華能茂名風電場，66臺1.5MW風電機組，總裝機容量99MW。2008年底全部調試運行，在2011年 發(fā) 電200.73GWh， 利用小時數(shù)為2028h，棄風損失發(fā)電量約35.47GWh；在2012年發(fā)電203.27GWh，利用小時數(shù)為2053h，棄風損失發(fā)電量約74.35GWh。

內蒙古灰縢梁的中廣核寶力格風電場，200臺1.5MW風電機組，裝機容量為300MW。在2011年發(fā)電405.48GWh，利用小時數(shù)為1352h，棄風損失發(fā)電量約382GWh；在2012年發(fā)電497.71GWh，利用小時數(shù)為1659h，棄風損失發(fā)電量約416.86GWh。該風電場2009年底全部投入運行，2010年開始限電， 2010年底，時常在達到風電機組滿負荷風速時，應電網要求該風電場限電到裝機容量的十分之一左右。僅在2011年和2012年的兩年之內，其發(fā)電量損失竟達800GWh之多。

內蒙古大唐灰騰梁風電場，165臺1.5MW風電機組，裝機容量為247.5MW，2010年全部并網發(fā)電，在2011年發(fā)電量為334.43GWh，利用小時數(shù)1351h；在2012年，發(fā)電量為366.49GWh，利用小時數(shù)為1481h。

以上兩個風電場都在錫林浩特的灰縢梁地區(qū)，由于該地區(qū)風資源比較好，新建的風電場較多，在這一地區(qū)，并入同一電網的總裝機容量大約有1GW以上，按照以上兩個風電場的棄風比例計算，該地區(qū)僅2012年的棄風發(fā)電量損失應在2000GWh左右。

1.4 張北地區(qū)風電場限電狀況

河北省張北地區(qū)，風電裝機容量不斷增加，風電場從2012年起普遍開始限電。

中節(jié)能張北綠腦包的一個風電場 67臺1.5MW機組，總裝機容量為100.5MW。2011年的年發(fā)電量244.17GWh；利用小時數(shù)約為2430h；2012年2月開始限電，2012年的年發(fā)電量204.99GWh，由于限電的原因，利用小時數(shù)降為2040h。

該地區(qū)的風電場容量還在繼續(xù)增加，從該地區(qū)2013年前5個月的現(xiàn)場情況來看，棄風限電狀況比2012年更加嚴重，將使機組的利用小時數(shù)進一步下降。

1.5 甘肅地區(qū)風電場限電狀況

中海油甘肅玉門昌馬風電場，134臺1.5MW風電機組，總裝機容量為201MW。2012年年發(fā)電量342.81GWh，利用小時數(shù)為1705.5h，棄風損失發(fā)電量約178.11GWh。

國投瓜州北大橋風電場，66臺1.5MW風電機組，總裝機容量99MW。在2011年發(fā)電量為191.47GWh，利用小時數(shù)1934h，棄風損失約77.32GWh；在2012年，發(fā)電量為250.83GWh，利用小時數(shù)為2534h，棄風損失約77.96GWh。

甘肅酒泉地區(qū)的瓜州天潤風力發(fā)電有限公司的工作人員談道：“2013年棄風現(xiàn)象比往年還要嚴重，1月－7月份總的發(fā)電上網量同比減少12.58%[1]?！?/p>

1.6 不限電風電場的營運狀況

大唐河北崇禮西橋梁風電場，其中的33臺1.5MW風電機組，容量49.5MW，在2011年3月全部投入運營，在2012年的發(fā)電量為126.21GWh，利用小時數(shù)2550h。

此風電場離張北地區(qū)較近，由于該風電場并入另一個電網，至今還沒有被限電。因此，如果不存在限電問題，張北地區(qū)風電場1.5MW機組的利用小時數(shù)基本都應在2500h左右。該風電場地處山地，不同風電機組之間風況差別很大。機組全部在山上，地處中國優(yōu)質滑雪場，因此，葉片結霜等天氣條件是產生振動，影響機組效率、發(fā)電量以及機組部件安全不可忽視的因素。

云南龍源楊梅山風電場位于云南曲靖市陸良縣的北部，海拔高度在2200m－2400m之間，共有66臺1.5MW風電機組,屬于高山山脊風電場。該風電場總裝機容量為99MW，在 2012年，楊梅山風電場發(fā)電量為313GWh，利用小時數(shù)為3161h。該風電場地處山地，極端風況相對較多，有時機組因風況的極度變化而報振動停機，葉片結冰的情況也時有發(fā)生，對該風電場來說，自然條件也是產生機組故障、影響發(fā)電量的重要因素。

2012年，從各限電風電場的機組利用小時數(shù)來看，不限電，或者是少限電是當今不少風電場創(chuàng)造效益的首要條件，否則，再好的風能資源也是枉談。據(jù)各個風電場的實際調查顯示，如果不限電的話，中國北方應該有不少的風電場的1.5MW機組能達到、甚至超過以上兩個風電場的利用小時數(shù)，從這一點來講，限電是當今中國風電發(fā)展的瓶頸。換句話來說，如果要中國風電健康發(fā)展，急需改變如今的限電局面，這也是解決當前風電行業(yè)問題的關鍵。

2012年4月，國家能源局曾下發(fā)《關于加強風電并網和消納工作有關要求的通知》（以下簡稱《通知》），以求規(guī)范風電產業(yè)發(fā)展，在《通知》中，國家能源局分別對地方管理部門、電網企業(yè)、風電企業(yè)三大主體提出明確要求，內容分別涉及風電運營管理、并網制度、項目建設、規(guī)劃銜接等方面。顯然，隨著我國風電裝機的快速增長，該《通知》收效甚微[2]，統(tǒng)計顯示， 2012年全國風電平均利用小時為1890h，比2011年的1920h減少了30h。2012年全國棄風電量從2011年的12TWh增至約20TWh，棄風電量約占全年風力發(fā)電量的1/5[3]，相當于大亞灣核電站年發(fā)電量的1/2，相當于超過100億元的經濟效益[2]。

隨著風電裝機總量的快速增長，棄風限電問題日益凸顯。目前，從不少地區(qū)的現(xiàn)實情況來看，2013年棄風量還會進一步增長。

2 風電棄風限電的根源

“棄風是歷史累積下來的問題，電網規(guī)劃與風電發(fā)展不協(xié)調是原因之一。2007年規(guī)劃的2010年的風電裝機只有5GW，而實際的裝機規(guī)模卻達到了44GW，比規(guī)劃數(shù)量的8倍還要多，這使得電網規(guī)劃無法統(tǒng)籌考慮風電送出?！敝袊稍偕茉磳W會風能專業(yè)委員會副理事長施鵬飛分析說。

按照項目核準辦法，50MW以下的風電場項目由省一級投資主管部門核準即可，無需上報國家。正是由于缺乏相關規(guī)范文件，各發(fā)電集團大量集中建設50MW以內的風電場項目，或將大項目化整為零規(guī)避審批，從而導致地方風電場項目與國家新能源開發(fā)整體規(guī)劃沖突、與電網整體規(guī)劃不協(xié)調，進而造成大量風電機組無法接入電網或無法全額送出[4]。

風電產業(yè)已經進入規(guī)?；l(fā)展階段，目前出現(xiàn)的棄風限電現(xiàn)象既有普遍性原因，也有中國的一些特殊原因：首先，從項目審批程序上看，中國風電項目與電網項目脫節(jié)；另外，從擴大風電消納范圍來看，風電基地消納方向不明確，風電開發(fā)規(guī)劃不協(xié)調[5]。

3 風電限電棄風之對策

各地電網限電、風電場棄風的原因不盡一致，其解決辦法也應有所不同。需針對不同情況區(qū)別對待。

例如：內蒙古和吉林地區(qū)都是風電與火電（熱電）爭發(fā)，其核心還是利益沖突，熱電廠冬季供熱重任，風電場只能為熱電廠讓路。

“風電消納不是技術問題，而是管理和利益協(xié)調問題?！敝袊稍偕茉磳W會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖曾提道：“美國和歐洲國家解決風電消納問題的經驗告訴我們，市場機制是解決一切問題的最好手段。但是，在我國現(xiàn)階段電力體制非市場化的環(huán)境下，只能靠政府的調節(jié)來解決棄風限電問題?！盵6]

風電場限電，從根本上說是一個管理問題。各地根據(jù)當?shù)貙嶋H情況制定其相應的政策措施；加強政府的管理與調控能力；增加電網投入等使風電發(fā)展規(guī)模與電網相適應，從而使棄風現(xiàn)象根本改變。

4 結論

為社會提供清潔能源是風電發(fā)展的宗旨，盡量多地發(fā)電是風電行業(yè)的使命和存在條件，由于電網限電使已經建成的不少風電場運營受到影響，從而造成風電場利潤下降，或虧損，甚至導致行業(yè)運營困難。因此，切實加強管理，制定有效措施增加電網對風電的接納以利于行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

[1] 李健喬.金風科技的隱憂：“三北”風電供求失衡.21世紀經濟報道.2013(8).

[2] 石珊珊.棄風限電愈演愈烈能源局2013年再出新政.電力系統(tǒng)裝備. [R].2013(3):52-53.

[3] 金子文.風電發(fā)展陷“盛”與“?！崩Ь?廣西電業(yè). [R].2013(4):11-12.

[4] 王璐."三北"地區(qū)去年風電棄風率16% 電費損失66億. 經濟參考報.2012(8).

[5] 朱向東.目前中國發(fā)電棄風現(xiàn)狀與對策.能源與節(jié)能.[R].2012(10):30,67.

[6] 薛辰.限電，還是限電.風能.[R].2013(3):23-26.

Power Limitation in Wind Farm

Wang Mingjun，Gao Yuansheng，Jiang Weijie，Wang Zhouju
（Dongfang Turbine Co.,Ltd., Deyang 618000 China）

According to the investigation of the power lost situation in many wind farms, this thesis collects some production data of partial wind farms and the lost production due to wind curtailment to the related departments and the trade companions for reference.

wind curtailment; wind farm; grid

TM614

A

1674-9219（2013）08-0040-04

2013-08-22。

王明軍（1967-），男，高級工程師，碩士，從事現(xiàn)場服務及培訓工作。

高原生（1966-），男，高級工程師，本科，長期從事風電技術工作。

蔣偉節(jié)（1973-），男，工程師，本科，從事風電管理工作。

王周菊（1975-），女，翻譯，本科，從事情報翻譯及編輯工作。