分散式風(fēng)電：打破傳統(tǒng)思維建立發(fā)展新模式

孫一琳

隨著風(fēng)電發(fā)展重心逐漸向位于負(fù)荷中心的中東南部地區(qū)轉(zhuǎn)移，原本集中式的開(kāi)發(fā)模式不適用于這一地區(qū)復(fù)雜的地形和密集的城鎮(zhèn)、人口分布等條件。分散式風(fēng)電就此成為行業(yè)的焦點(diǎn)。

近年來(lái)，行業(yè)對(duì)于分散式風(fēng)電在支撐中國(guó)能源轉(zhuǎn)型，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展，催動(dòng)前沿技術(shù)、商業(yè)模式創(chuàng)新等方面的重大意義已經(jīng)達(dá)成共識(shí)。經(jīng)過(guò)多年的政策準(zhǔn)備，中國(guó)分散式風(fēng)電逐步踏上正軌，各地紛紛出臺(tái)規(guī)劃推動(dòng)分散式風(fēng)電的發(fā)展。截至2019年10月底，約17個(gè)地區(qū)公布了相關(guān)方案。規(guī)劃的陸續(xù)發(fā)布使分散式風(fēng)電在中國(guó)進(jìn)入機(jī)遇期，有望成為風(fēng)電發(fā)展的生力軍。

當(dāng)前，我國(guó)分散式風(fēng)電市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)突破，在體制機(jī)制、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目融資等環(huán)節(jié)仍面臨一系列障礙，距其真正發(fā)揮作用還有很長(zhǎng)的路要走。10月23日上午，眾多行業(yè)專家齊聚分散式發(fā)展論壇，多角度暢談分散式風(fēng)電的發(fā)展。與會(huì)者認(rèn)為，未來(lái)要形成集中式與分散式風(fēng)電并舉的局面，就需打破傳統(tǒng)思維，建立適應(yīng)分散式風(fēng)電特點(diǎn)的全新發(fā)展模式。

建立清晰的開(kāi)發(fā)模式

在德國(guó)、丹麥等歐洲國(guó)家，分散式是風(fēng)電最主要的開(kāi)發(fā)模式，這些國(guó)家已經(jīng)形成較符合國(guó)情的分散式風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。丹麥能源署顧問(wèn)Pablo Hevia-Koch表示，早在20世紀(jì)80年代，丹麥就進(jìn)行了最早的風(fēng)能資源映射，形成歐洲最早的風(fēng)能地圖，風(fēng)電發(fā)展關(guān)鍵路線圖可以讓開(kāi)發(fā)者明確風(fēng)能資源潛力。此外，他認(rèn)為，政府需要制定穩(wěn)定的政策，給予開(kāi)發(fā)企業(yè)明確的信號(hào)，特別是土地的使用，會(huì)最小化開(kāi)發(fā)者的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

德國(guó)能源署可再生能源系統(tǒng)與市場(chǎng)整合負(fù)責(zé)人Carolin Schenuit認(rèn)為.制定規(guī)劃需要考慮的因素包括行政單位問(wèn)的責(zé)任分工，居住區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施和自然環(huán)境之間的平衡，電網(wǎng)連接成本的分?jǐn)偪蚣艿取?/p>

有專家表示，中國(guó)的分散式風(fēng)電開(kāi)發(fā)環(huán)境較國(guó)外要復(fù)雜很多，必須結(jié)合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和已有的集中式風(fēng)電開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，走中國(guó)特色分散式風(fēng)電發(fā)展道路。行業(yè)要明確分散式風(fēng)電的應(yīng)用場(chǎng)景，因?yàn)榭拷?fù)荷中心，城鎮(zhèn)和人口分布密度大、地形復(fù)雜，開(kāi)發(fā)目標(biāo)區(qū)域的情況較集中式風(fēng)電有很大的區(qū)別，分散式風(fēng)電要采用創(chuàng)新的開(kāi)發(fā)模式。

第一，分散式風(fēng)電規(guī)模小導(dǎo)致前期開(kāi)發(fā)工作以及建設(shè)期不宜過(guò)長(zhǎng)，必須采取更高效、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方式和施工組織管理模式。據(jù)明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司風(fēng)能設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)張偉介紹，“一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)集中式風(fēng)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期為一到兩年。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)周期大約是12個(gè)月，在此之前可進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)一年的前期測(cè)風(fēng)工作。但是對(duì)于分散式風(fēng)電項(xiàng)目來(lái)講，開(kāi)發(fā)周期要求在6到9個(gè)月左右。”

第二，中東南部平原地區(qū)每平方公里人口密度約為“三北”地區(qū)的數(shù)十倍，而且地形多變。復(fù)雜的自然和社會(huì)環(huán)境對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、可行性和安全性都提出更高的要求。因此，為了保證項(xiàng)目的順利開(kāi)發(fā)，最初的規(guī)劃選址、資源評(píng)估、機(jī)位初步布置和限制因素排除等環(huán)節(jié)的精細(xì)化程度要進(jìn)一步提高。

第三，土地利用需更為謹(jǐn)慎。自然資源部國(guó)土空間用途管制司副司長(zhǎng)燕琴表示，分散式風(fēng)電、光伏建設(shè)開(kāi)發(fā)應(yīng)符合城鄉(xiāng)規(guī)劃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全國(guó)自然保護(hù)區(qū)有1178個(gè)，超過(guò)6個(gè)省市設(shè)置了生態(tài)紅線，開(kāi)發(fā)時(shí)需充分考慮當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)及土地使用情況。

此外，結(jié)合分散式風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)來(lái)看，開(kāi)發(fā)初期，需要大致確定具備潛力的開(kāi)發(fā)區(qū)域，重點(diǎn)研究電網(wǎng)負(fù)荷的變化特性和當(dāng)?shù)仫L(fēng)電的出力特性，在變電站周邊尋址、規(guī)劃容量，以保證電力的消納。這就意味著企業(yè)對(duì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)區(qū)域的情況要有全面、透徹的了解，對(duì)該區(qū)域風(fēng)能資源情況要有較為明確的預(yù)期。

當(dāng)前，企業(yè)主要利用風(fēng)電大數(shù)據(jù)庫(kù)、高精度資源圖譜進(jìn)行初期的選址規(guī)劃：運(yùn)用虛擬測(cè)風(fēng)塔、激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)技術(shù)，結(jié)合氣象站提供的區(qū)域風(fēng)能資源數(shù)據(jù)評(píng)估該區(qū)域的資源情況：通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)、地物識(shí)別技術(shù)初步設(shè)置機(jī)位：借助無(wú)人機(jī)建模技術(shù)和數(shù)字化3D仿真技術(shù)等排除限制因素。新疆金風(fēng)科技股份有限公司風(fēng)能研究院地理信息技術(shù)主管王乾坤表示：“未來(lái)，通過(guò)多技術(shù)手段的融合，集成無(wú)人機(jī)技術(shù)、3D建模技術(shù)、流場(chǎng)仿真技術(shù)等，可以實(shí)現(xiàn)3D精準(zhǔn)仿真，以及高精度仿真?！?/p>

提高系統(tǒng)電網(wǎng)友好性

目前國(guó)家已經(jīng)形成相關(guān)的分散式風(fēng)電接入標(biāo)準(zhǔn)，包括有功控制、無(wú)功控制、運(yùn)行適應(yīng)性、電能質(zhì)量、低電壓穿越能力、二次系統(tǒng)、并網(wǎng)特性測(cè)試等，與集中式風(fēng)電并網(wǎng)要求差別不大。實(shí)際接入過(guò)程中，分散式風(fēng)電會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生多方面的影響。當(dāng)電網(wǎng)中關(guān)聯(lián)負(fù)載較大時(shí)，能及時(shí)提供電能，緩解傳輸線路上的輸電壓力.從而降低電網(wǎng)出現(xiàn)故障的可能性。風(fēng)電機(jī)組還能提供一定的無(wú)功支撐，增強(qiáng)母線節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定電壓的能力。

但與此同時(shí)也有一些隱患，如正常運(yùn)行時(shí)風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性引起輸出功率的變化，給電網(wǎng)帶來(lái)波動(dòng)與閃變、短路電流水平增大引起的電壓暫降特征的改變等。因此，提升分散式風(fēng)電的并網(wǎng)友好性是行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。中國(guó)船舶重工集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司北京研究院副院長(zhǎng)蔡梅園總結(jié)并網(wǎng)需要特別注意的四個(gè)點(diǎn)，一是有功、無(wú)功調(diào)節(jié)，二是超，次同步振蕩，三是孤島運(yùn)行，四是接入電壓等級(jí)。

針對(duì)各類接入電網(wǎng)問(wèn)題，浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司主任工程師洪敏提出電網(wǎng)友好型風(fēng)電機(jī)組的主動(dòng)支撐技術(shù)方案，通過(guò)機(jī)組的改造，使得風(fēng)電機(jī)組具備與同步發(fā)電機(jī)組一樣的慣量響應(yīng)、一次調(diào)頻和無(wú)功調(diào)壓的功能。應(yīng)用時(shí)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

充分利用各類資源展開(kāi)運(yùn)維

除開(kāi)發(fā)模式大不相同，電網(wǎng)接入要求略有不同之外，分散式風(fēng)電與集中式風(fēng)電的不同還體現(xiàn)在運(yùn)維模式上。運(yùn)維成本在風(fēng)電場(chǎng)全生命周期運(yùn)行成本中占比較高，雖然分散式風(fēng)電單體規(guī)模小，但因靠近負(fù)荷中心，人工成本較高，且機(jī)位排布分散，不宜分別管理，增加了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行成本。

為此，金風(fēng)慧能新能源軟件及數(shù)據(jù)產(chǎn)品線總經(jīng)理宋建軍提出對(duì)分散式風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)控和運(yùn)維實(shí)行輕量化管理?！凹偃绶稚⑹斤L(fēng)電場(chǎng)周邊有同公司的集中式電站，則可以直接依托自有電站的服務(wù)資源開(kāi)展運(yùn)維工作。若是沒(méi)有，對(duì)于分散、規(guī)模小的風(fēng)電場(chǎng)，可以考慮委外運(yùn)維;較為集中，總規(guī)模5萬(wàn)千瓦以上的，可以考慮自建運(yùn)維團(tuán)隊(duì)或委外運(yùn)維?？傮w要建立集中監(jiān)控、區(qū)域運(yùn)維、無(wú)人值守的分散式電站運(yùn)維管理體系。”

建立靈活的商業(yè)模式

資金是一個(gè)產(chǎn)業(yè)得以發(fā)展的動(dòng)力，然而分散式風(fēng)電單體規(guī)模小，往往難以吸引大規(guī)模投資。但事有兩面，規(guī)模小、建設(shè)周期短恰恰也是其廣泛吸收各類企業(yè)及個(gè)人作為投資者，建立更加靈活合作模式的優(yōu)勢(shì)。

Carohn Schenuit介紹說(shuō)，德國(guó)政府一般采用非正式參與，如對(duì)話等形式征詢民眾意見(jiàn)?；蚬膭?lì)民眾在財(cái)務(wù)方面參與風(fēng)電建設(shè)，比如通過(guò)股份合資、能源合作社等形式?；蚪o予特殊用電優(yōu)惠、稅收分成、土地租賃等。在該國(guó)，一些發(fā)電公司會(huì)為當(dāng)?shù)孛癖娞峁?0%的股份收益。

需要強(qiáng)調(diào)的是，公眾參與是風(fēng)電場(chǎng)規(guī)戈0各個(gè)過(guò)程中的第一要素。因此，公眾對(duì)于分散式風(fēng)電發(fā)展的態(tài)度至關(guān)重要。遠(yuǎn)景能源（江蘇）有限公司分布式解決方案負(fù)責(zé)人王智科認(rèn)為需要加強(qiáng)宣傳力度，提高行業(yè)軟實(shí)力，解除一些大眾誤解，讓大家對(duì)分散式風(fēng)電有清晰正確的認(rèn)識(shí)和理解。

有業(yè)內(nèi)專家提出，讓所有參與方形成利益共同體，吸引更多開(kāi)發(fā)主體參與，分散式風(fēng)電才能真正走上發(fā)展之路，可以聯(lián)合銀行，創(chuàng)新融資模式，有針對(duì)性地解決問(wèn)題，降低風(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)際能源署新能源研究部高級(jí)分析師HeymiBahar認(rèn)為，發(fā)揮市場(chǎng)的力量，企業(yè)能夠調(diào)動(dòng)自身能力，為整個(gè)分散式風(fēng)電市場(chǎng)提供創(chuàng)新要素，會(huì)涌現(xiàn)出多種創(chuàng)新模式。實(shí)際上，很多地區(qū)已經(jīng)進(jìn)行了這樣的嘗試，比如將風(fēng)電機(jī)組安裝在廠區(qū)，僅為工廠供電，可以實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)。分散式風(fēng)電還可以結(jié)合其他能源形式產(chǎn)生綜合效應(yīng)，無(wú)論是供電，還是供暖都產(chǎn)生了很好的效果。

分散式風(fēng)電發(fā)展新模式已然成型，相信中國(guó)分散式風(fēng)電在政策的支持和行業(yè)的共同努力下，定然能迎來(lái)春天，促進(jìn)我國(guó)可再生能源的高質(zhì)量發(fā)展。