東北地區(qū)棄風電力消納問題研究

摘要：文章針對東北地區(qū)的風電現狀進行了分析，并結合東北電網的實際情況分析了當前東北電網棄風消納存在的問題，指出風電發(fā)展和電網建設不匹配、風電發(fā)展與電網建設速度不同步、系統(tǒng)面臨的調峰壓力大和風電并網的相關政策法規(guī)不完善是東北電網棄風消納存在的主要問題，最后在分析的基礎上提出了相應的對策建議。

關鍵詞：棄風電力；棄風消納；東北電網；系統(tǒng)調峰；電網建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM711 文章編號：1009-2374（2015）17-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.070

1 概述

風能是儲量非常大的清潔能源，在風力發(fā)電的過程中，并不消耗任何現有能源，且對大氣和地區(qū)環(huán)境沒有任何污染，因此風力發(fā)電在我國得到極大的發(fā)展，但是由于風能本身的隨機性和間歇性的特點，導致風力發(fā)電表現出反調峰特性，在風電大規(guī)模并網后，其反調峰特性的影響就會對調峰能力提出更大需求，因此，風電并網后，由于不能和整個電網系統(tǒng)性的調峰需求一致，導致風電的消納能力大大降低，直接導致了棄風限電的現象在各地頻發(fā)。

東北地區(qū)作為我國風能資源最豐富的地區(qū)之一，預計到2016年東北電網風電裝機將超過2600萬千瓦，占總裝機的比例超過20%。然而，到2016年東北電網消納風電的能力卻不到1800萬千瓦，所以東北電網僅靠自身電網無法消納規(guī)劃開發(fā)的風電。導致東北地區(qū)風電消納問題極為突出，一方面原因是，東北風資源較為集聚且整體規(guī)模較大，同時遠離負荷中心，市場需求量較小，導致東北地區(qū)當地風電消納能力很差；另一個原因是，風力發(fā)電有隨機性和間隙性的特點，所以風電消納并網，就需要建設配套的調峰電網，使得整個電網系統(tǒng)性的調峰一致，但是，在東北地區(qū)，由于歷史上主要靠火電供應，而火電的調峰能力很差，因此東北地區(qū)的棄風消納問題，一直是限制東北地區(qū)風電發(fā)展的關鍵性因素。

2 東北電網棄風消納存在的問題

2.1 風電發(fā)展和電網建設不匹配，大大影響棄風的消納能力

東北地區(qū)風電發(fā)展和電網建設不匹配，直接影響了棄風的消納能力，由于東北電力發(fā)展規(guī)劃和建設的盲目性，導致風電項目建設并沒有形成一個完整統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃，風電發(fā)展的配套輸變電工程沒有及時納入統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃，使得風電送出工程施工順序很難妥善安排，系統(tǒng)的工程建設更是難以保證。風電發(fā)展只重視建設，消納方向不明確，導致風電從建設初期就面臨著難以接入整體電網的問題，即便接入之后，又因為配套工程建設不到位，使得風電發(fā)展后，東北地區(qū)目前的風電裝機比重超過已達20%，但是受本地市場消納能力、區(qū)域性調峰能力受限、遠距離電力輸出建設較差等制約，產生大量棄風，其消納問題越來越嚴重。

2.2 風電本地消納空間受限，跨區(qū)輸電能力不足

目前，東北地區(qū)風電消納主要集中在省內，但是東北地區(qū)電網本身的火電裝機已經有富余，且負荷水平高，電力消費能力不高，而往東北地區(qū)周圍輸送電力，又面臨著跨區(qū)輸電能力不足的嚴重問題，再加上大規(guī)模風電裝機容量的快速增長滯后、跨區(qū)輸電網架結構建設等原因，導致沒有足夠的電力輸送通道將風電跨區(qū)往外省輸送。

2.3 風電發(fā)展與電網建設速度不同步

目前，在東北地區(qū)風電項目建設初審工作流程短，再加上建設周期相對較短，使得風電在短時間內大規(guī)模集中增加，但是其相應的電網配套項目前期審批流程長、審批程序復雜，且面臨建設周期較長的問題，使得風電發(fā)展與電網建設速度不同步，同時部分公司存在違規(guī)分拆風電項目申請，集中上馬風電建設項目，使得局部風電接入集中，一些風電項目也不同程度地存在提前啟動的現象。這些因素相互疊加，造成了大量的風力發(fā)電項目建設完成后，也無法及時或完全并入國家電網，進一步使東北地方棄風電量增加。

2.4 系統(tǒng)面臨的調峰壓力日益增大

東北地區(qū)具有豐富的煤炭資源，決定了東北地區(qū)以煤電作為其主電力的結構。2014年東北地區(qū)煤炭總裝機發(fā)電容量中，調峰能力不足的供熱機組裝機量超過20%。此外，東北地區(qū)水電裝機中調節(jié)性水電機組所占比重很小，因此東北地區(qū)的電力結構，直接導致了東北地區(qū)系統(tǒng)統(tǒng)調峰能力不足的問題。而隨著風電的大規(guī)模發(fā)展，其調峰體系面臨的壓力越來越大，特別是反風電調峰特性顯著增加了電網調峰的難度。

目前，由于缺乏對系統(tǒng)調峰能力，東北地區(qū)在供熱期的系統(tǒng)負荷低谷時段已出現風力發(fā)電輸出限制現象。而長期以來，東北地區(qū)風資源與用電負荷成反向，并且由于冬季供暖需要，東北地區(qū)的電力結構，使得東北電網系統(tǒng)調峰壓力日益增大，系統(tǒng)調峰容量已無法滿足電網需求。原本夏季“逼停”火電的“主將”——風電在冬季只能為火電讓路。如冬季加熱期間，東北將在冬季少量負荷，加熱單元和峰值負載之間產生更大的差異。為滿足居民的供暖需求，電網調度任務必須確保負責任的熱電供熱單位產量依然高于一定水平。在相同的情況下的總負荷，加熱期間在給定的風力渦輪機的載荷的空間也會相應減少，這導致了東北冬季風電機組的低功耗利用小時數，消納能力差。因此，東北地區(qū)每年進入12月之后，東北電網最大供電負荷也就逐日攀升，但低谷時段用電負荷非常低，使得棄風限電的頻率和時間也大幅增加。

3 東北地區(qū)棄風消納的應對措施

3.1 加強跨區(qū)輸送電設備建設，使風電跨區(qū)往外省輸送

根據中國風能資源的分布特點，東北地區(qū)的風電比臨近的東部地區(qū)的其他省份的風能資源更加集聚、容易開發(fā)，因此將東北的棄風外送，是東北地區(qū)棄風消納的主要解決途徑。東北地區(qū)可以將大規(guī)模風電送到區(qū)域電網內甚至其他區(qū)域電網消納。本文建議加強多省電力聯動機制，加強跨區(qū)輸送電設備建設，大力推進遠距離、大容量和低損耗的特高壓工程建設，通過“風火打捆”的外送模式，使風電跨區(qū)往外省輸送。

3.2 電網發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃

東北地區(qū)應該建立電網發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃，解決風電發(fā)展與電網建設速度不同步的問題，同時更好地統(tǒng)籌東北電力發(fā)展規(guī)劃和建設，使風電項目建設形成一個完整統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃，將風電發(fā)展的配套輸變電工程及時納入統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃，加強風電調度規(guī)劃和監(jiān)管辦法的建設，進一步完善風電保障性收購制度，明確量化的國家和地方風電調度規(guī)范和監(jiān)管措施。

3.3 調整東北地區(qū)電力結構，挖掘系統(tǒng)調峰能力

大規(guī)模風電并網系統(tǒng)將帶來運營成本大幅增加，不斷完善配套政策，不斷挖掘可進行系統(tǒng)調峰的火電裝機調峰能力，使整個東北電網調峰的火電常規(guī)調峰能力增加，降低棄風限電的頻率和時間。同時科學合理安排電網運行方式，做好發(fā)電調度，將風電優(yōu)先調度，協調電網之間的調度方案，努力實現更長范圍內的開機方式優(yōu)化，形成科學的開停機計劃以及備用計劃，全面挖掘系統(tǒng)調峰能力。進一步推進建立風電功率預測系統(tǒng)及風電場運行監(jiān)控系統(tǒng)的建設，提高風電的精細化調度運行水平。充分利用風電場15分鐘、小時、日出力輸出曲線，為電網調度部門科學精細的調度提供參考。

參考文獻

[1] 謝國輝，樊昊.東北地區(qū)風電運行消納形勢及原因分析[J].中國電力，2014，（10）.

[2] 唐治平，魏超，張文忠，周璐.基于虛擬平臺的綠色電力消納體系規(guī)劃與研究[J].硅谷，2014，（22）.

作者簡介：臧春生（1988-），男，大唐黑龍江新能源開發(fā)有限公司前期管理。

（責任編輯：蔣建華）