分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展研究

覃 楊何 菊

（1．銅仁供電局,貴州 銅仁 554300；2．貴州省銅仁興銅電力有限責(zé)任公司,貴州 銅仁 554300）

分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展研究

覃 楊1何 菊2

（1．銅仁供電局,貴州 銅仁 554300；2．貴州省銅仁興銅電力有限責(zé)任公司,貴州 銅仁 554300）

我國(guó)提倡大力發(fā)展清潔、低碳、高效的新能源，構(gòu)建“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。在此背景下，風(fēng)力發(fā)電獲得了大規(guī)模發(fā)展，與此同時(shí)，分散式風(fēng)電因其在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、技術(shù)等方面具有的優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)了集中式風(fēng)電存在的不足，成為電網(wǎng)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文介紹了分散式風(fēng)電及其在我國(guó)的發(fā)展概況，分析了分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展優(yōu)勢(shì)，并提出了促進(jìn)我國(guó)分散式風(fēng)電有序發(fā)展的建議。

智能電網(wǎng)；分散式風(fēng)電；建設(shè)；發(fā)展

引言

2009年，我國(guó)制定了發(fā)展“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的發(fā)展戰(zhàn)略，并根據(jù)“大型風(fēng)電基地的形式融入大電網(wǎng)”的思路對(duì)風(fēng)能進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)。然而，隨著近年來(lái)風(fēng)電的蓬勃發(fā)展，局部地區(qū)集中式風(fēng)電占系統(tǒng)負(fù)荷的比重日益增大，潛藏的一些問(wèn)題和矛盾日益顯現(xiàn)。在此背景下，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展正在由集中式風(fēng)電向集中與分散式并舉的方向發(fā)展，鼓勵(lì)在資源不太豐富的地區(qū)發(fā)展分散式風(fēng)電項(xiàng)目，已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新熱點(diǎn)。

1 分散式風(fēng)電及其在我國(guó)的發(fā)展概況

1.1 分散式風(fēng)電概述

分散式風(fēng)電是與集中式風(fēng)電相對(duì)而言的，主要針對(duì)低風(fēng)速、高負(fù)荷地區(qū)，是指通過(guò)分散形式接入配電網(wǎng)的小型風(fēng)電場(chǎng)，其容量相對(duì)較小，從幾十千瓦到幾十兆瓦不不等，分散式風(fēng)電所發(fā)出的電力一般不會(huì)大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送，目前，分散式風(fēng)電多分布于邊遠(yuǎn)地區(qū)、海島、牧區(qū)，接近用電負(fù)荷中心，多臺(tái)機(jī)組并列后就近消納，建設(shè)低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)，直接接入110kV及以下電壓等級(jí)的本地配電網(wǎng)。

1.2 分散式風(fēng)電在我國(guó)的發(fā)展

近年來(lái)，隨著智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)獲得了迅猛發(fā)展，風(fēng)電的并網(wǎng)裝機(jī)容量的年均增幅超過(guò)27%，根據(jù)《風(fēng)電行業(yè)調(diào)查報(bào)告》，預(yù)計(jì)2015年，我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦。

然而，與此同時(shí)，大規(guī)模的集中式風(fēng)力發(fā)電存在配套電網(wǎng)建設(shè)量大、點(diǎn)多面廣、任務(wù)繁重的特點(diǎn)，需要大量資金投入，同時(shí)，集中式風(fēng)電投運(yùn)后的運(yùn)行調(diào)度和并網(wǎng)消納也存在難點(diǎn)，加上電網(wǎng)企業(yè)接入風(fēng)電和全額收購(gòu)風(fēng)電能力有限、投資過(guò)熱、產(chǎn)能過(guò)剩等問(wèn)題，造成了“大風(fēng)電”與“大棄風(fēng)”并存的現(xiàn)象，風(fēng)電行業(yè)轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。

2011 年至今，國(guó)家能源局共四次發(fā)布《“十二五”風(fēng)電項(xiàng)目核準(zhǔn)計(jì)劃》，其中，2012年3月公布的第二批風(fēng)電項(xiàng)目核準(zhǔn)計(jì)劃中，“分散式風(fēng)電”被明確提及，并下發(fā)了《分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》，表明了國(guó)家堅(jiān)持集中開(kāi)發(fā)和分散開(kāi)發(fā)相結(jié)合、鼓勵(lì)發(fā)展分散式風(fēng)電的態(tài)度，2012年，18個(gè)分散式風(fēng)電接入項(xiàng)目列入核準(zhǔn)計(jì)劃，成為我國(guó)首批真正意義上獲得國(guó)家批復(fù)項(xiàng)目，分散式風(fēng)力發(fā)電借助政策的東風(fēng)，進(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道。

2 分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展分析

2.1 發(fā)展分散式風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)分析

（1）分散式風(fēng)電的建設(shè)優(yōu)勢(shì)

在建設(shè)方面，分散式風(fēng)電除示范項(xiàng)目外，單個(gè)項(xiàng)目的總裝機(jī)容量不超過(guò)50MW，多為小機(jī)組，且不為接入分散式風(fēng)電而新建變電站、所，不考慮升壓輸送，所以分散式具有占地少、規(guī)模小、建設(shè)周期短等優(yōu)勢(shì)。此外，分散式風(fēng)電對(duì)風(fēng)速要求低，因此對(duì)風(fēng)電機(jī)組在設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、運(yùn)輸方面的要求也相對(duì)較低。根據(jù)我國(guó)風(fēng)力資源的分布情況，除了三北地區(qū)外，大部分負(fù)荷集中區(qū)域的風(fēng)力資源等級(jí)都在2-4級(jí)，適宜分散式風(fēng)電的開(kāi)發(fā)，有利于最大限度的利用風(fēng)力資源。

（2）分散式風(fēng)電的運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)

不僅如此，通過(guò)大量有限元分析結(jié)果表明，當(dāng)荷載形式不變，僅改變荷載大小時(shí)，僅軸力作用和純彎矩作用下，存在剪力滯的過(guò)渡段長(zhǎng)度大致相同，均為距支點(diǎn)約兩倍腹板凈距。

在運(yùn)營(yíng)方面，分散式風(fēng)電場(chǎng)輸電距離較短，多選擇在距離負(fù)荷較近的地方，根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于分散式接入風(fēng)電開(kāi)發(fā)的通知》（國(guó)能新能[2011]226號(hào)），目前僅考慮在110kV（東北地區(qū)66kV ）、35kV和10kV 3個(gè)電壓等級(jí)下降壓運(yùn)行，所以大量的分散式風(fēng)電都以自用和就地消納為目的，不需要新建輸電線路和變電設(shè)施。此外，目前國(guó)家對(duì)分散式風(fēng)電發(fā)展推行優(yōu)惠政策，實(shí)施電價(jià)補(bǔ)貼，從并網(wǎng)政策、資源環(huán)境、運(yùn)行維護(hù)等方面出臺(tái)措施支持分散式風(fēng)電發(fā)展，也提高了分散式風(fēng)電的運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)。

（3）分散式風(fēng)電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

分散式風(fēng)電接入后，由于靠近配電網(wǎng)負(fù)荷中心的末端，可以靈活的結(jié)合實(shí)際情況在配網(wǎng)末端選擇最佳接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力和地區(qū)負(fù)荷的就地平衡，具有良好的調(diào)峰性能，有利于解決配網(wǎng)末端客戶(hù)電能質(zhì)量不高的問(wèn)題。分散式風(fēng)電的出力不需要穿越高電壓等級(jí)的主變上網(wǎng)，對(duì)并網(wǎng)的負(fù)荷水平、短路容量和裝機(jī)容量要求不高，有利于改善配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、電網(wǎng)復(fù)線全面衍伸困難等劣勢(shì)，具有較為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.2 促進(jìn)我國(guó)分散式風(fēng)電有序發(fā)展的建議

分散式風(fēng)電在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、技術(shù)等方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但與此同時(shí)，分散式風(fēng)電也具有風(fēng)力發(fā)電的普遍問(wèn)題，即風(fēng)電并網(wǎng)具有一定的隨機(jī)性和波動(dòng)性，可預(yù)測(cè)性和可控制性差，影響電網(wǎng)的輸出，需要進(jìn)一步提升風(fēng)電并網(wǎng)的穩(wěn)定性。另一方面，分散式發(fā)電在風(fēng)電總量目標(biāo)制定、收購(gòu)制度建設(shè)、上網(wǎng)定價(jià)機(jī)制、配套費(fèi)用分?jǐn)偟确矫嬉泊嬖谝欢▎?wèn)題，要促進(jìn)分散式風(fēng)電有序發(fā)展，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）進(jìn)行風(fēng)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

首先，合理規(guī)劃優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，適當(dāng)提高系統(tǒng)備用容量，提升當(dāng)波動(dòng)性較強(qiáng)的風(fēng)能接入電網(wǎng)后，系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)能力，依托智能電網(wǎng)技術(shù)，提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力。其次，整合人才技術(shù)資源，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電調(diào)度、控制、功率預(yù)測(cè)管理等技術(shù)研究，提高風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行水平。此外，制定嚴(yán)格的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電友好并網(wǎng)，加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后的運(yùn)行控制技術(shù)研究，針對(duì)我國(guó)分散式風(fēng)電的發(fā)展情況，主要從有功功率、無(wú)功功率容量、電壓控制、低電壓穿越、風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)檢測(cè)等方面來(lái)加強(qiáng)控制。

根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于分散式接入風(fēng)電開(kāi)發(fā)的通知》（國(guó)能新

能[2011]226號(hào)）的規(guī)定，目前對(duì)分散式風(fēng)電統(tǒng)一執(zhí)行國(guó)家統(tǒng)一的分地區(qū)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，然而，分散式風(fēng)電由于地區(qū)條件、容量大小、技術(shù)難度、運(yùn)行和維護(hù)等條件不同，在成本上也存在差異，此外，分散式風(fēng)電規(guī)模較小，單位運(yùn)行成本相對(duì)較高，這些分散式風(fēng)電的特殊性未能在目前的定價(jià)和補(bǔ)貼機(jī)制中完全體現(xiàn)，因此，應(yīng)該優(yōu)化分散式風(fēng)電定價(jià)和補(bǔ)貼機(jī)制，提升電價(jià)激勵(lì)。

（3）協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)總量以及配網(wǎng)接納能力

根據(jù)國(guó)家政策，地區(qū)電網(wǎng)對(duì)可再生能源應(yīng)該優(yōu)先考慮全額收購(gòu)。然而，配網(wǎng)的消納能力相對(duì)有限，與分散式風(fēng)電的接納能力與電源結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、負(fù)荷工況等因素密切相關(guān)，目前，在我國(guó)分散式風(fēng)電密集的低風(fēng)速高負(fù)荷第四類(lèi)風(fēng)資源區(qū)，有些地方還存在分散式風(fēng)電發(fā)展與電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，因此，應(yīng)根據(jù)分散式風(fēng)電的開(kāi)發(fā)潛力和地區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際情況，來(lái)協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)總量以及配網(wǎng)接納能力。

（4）與微電網(wǎng)技術(shù)相互促進(jìn)和融合

微電網(wǎng)可以理解為“網(wǎng)中網(wǎng)”，是隨

著智能電網(wǎng)技術(shù)興起的一種電網(wǎng)發(fā)展新理念，微電網(wǎng)可以小至一戶(hù)住家，可以大至某一地區(qū)，微電網(wǎng)中可以發(fā)展風(fēng)、光、熱、天然氣、儲(chǔ)能電池等多種能源形勢(shì)，實(shí)現(xiàn)各種分散式能源的無(wú)縫接入，有效提高用戶(hù)側(cè)的電能質(zhì)量，通過(guò)兩種技術(shù)的結(jié)合，分散式風(fēng)電可以與當(dāng)?shù)刎?fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)等共同組成微電網(wǎng)，然后再并入地區(qū)電網(wǎng)，能源控制與并網(wǎng)形式將更加靈活。

（5）與電網(wǎng)企業(yè)加強(qiáng)合作激勵(lì)

根據(jù)我國(guó)政策精神，電網(wǎng)企業(yè)有義務(wù)配合新能源并網(wǎng)，力爭(zhēng)“全額保障性收購(gòu)”電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)符合并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的新能源并網(wǎng)項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，但是，基于分散式風(fēng)電隨機(jī)性和波動(dòng)性強(qiáng)，同時(shí)接入的配電設(shè)施布局分散且數(shù)量較多，多使用分地區(qū)或分縣域打捆開(kāi)發(fā)的方式，很多電網(wǎng)企業(yè)不愿意承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，使得“全額收購(gòu)”分散式發(fā)電客觀上難以實(shí)現(xiàn)。要推動(dòng)分散式風(fēng)電的有序發(fā)展，與電網(wǎng)企業(yè)加強(qiáng)合作，通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)資金、行業(yè)政策、配套開(kāi)發(fā)等措施，加強(qiáng)發(fā)展激勵(lì)。

3 分散式風(fēng)電發(fā)展的總結(jié)與展望

在集中式風(fēng)電發(fā)展受到電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模和消納能力受限的情況下，發(fā)展分散式風(fēng)電在建設(shè)、運(yùn)行、技術(shù)等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，基于分散式風(fēng)電的綠色、靈活、高效性能已經(jīng)在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家得到了驗(yàn)證，我國(guó)也不斷出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)分散式風(fēng)電的發(fā)展，通過(guò)集中式和分散式相結(jié)合的方式，支撐智能電網(wǎng)發(fā)展。

在國(guó)家政策鼓勵(lì)下，我國(guó)分散式風(fēng)電進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段。然而，分散式風(fēng)電在我國(guó)的發(fā)展還存在一定困境，面臨并網(wǎng)功率不穩(wěn)定波動(dòng)大、風(fēng)電總量目標(biāo)制定、收購(gòu)制度建設(shè)、上網(wǎng)定價(jià)機(jī)制、配套費(fèi)用分?jǐn)偟确矫娴膯?wèn)題，為了進(jìn)一步促進(jìn)分散式風(fēng)電的發(fā)展，有必要從技術(shù)和管理兩方面雙管齊下：一方面，與電網(wǎng)企業(yè)通力合作，在國(guó)家政策的大力引導(dǎo)下，強(qiáng)化風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)水平，加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后的運(yùn)行控制技術(shù)研究，解決風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題，真正做到“發(fā)有所用、高質(zhì)高效”，另一方面，精細(xì)化分散式發(fā)電的建設(shè)與發(fā)展措施，通過(guò)標(biāo)桿電價(jià)與補(bǔ)貼相結(jié)合的方式，反映分散式風(fēng)電的實(shí)際成本，實(shí)現(xiàn)因地制宜，促進(jìn)開(kāi)發(fā)與消納相協(xié)調(diào)，合理規(guī)劃高品質(zhì)的風(fēng)電項(xiàng)目，推進(jìn)分散式風(fēng)電發(fā)展措施落地。

目前，我國(guó)的風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)多集中于西北部風(fēng)力發(fā)達(dá)的地區(qū)，受到輸送距離、運(yùn)行成本等因素的限制，還無(wú)法將大規(guī)模的清潔風(fēng)力資源轉(zhuǎn)化為電力并送出，使得資源和人口密集的中東部負(fù)荷中心受益，因此，應(yīng)該珍視能源在未來(lái)社會(huì)發(fā)展的重要作用，因勢(shì)利導(dǎo)建立適合我國(guó)的風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展模式，在我國(guó)中東部和南方等負(fù)荷集中的地區(qū)因地制宜的開(kāi)發(fā)分散式風(fēng)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的就地上網(wǎng)和消納，促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。

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