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风电之忧) o$ F \( i$ _; r
——有关风电建设的思考
& Y1 K1 { s0 A8 H) Z1 [ 4月下旬,连着两次沙尘天气,造成空气污染、农业受损,交通受阻。风,又一次成为人们关注的热点。
6 d- k) W8 n" z: q4 s+ b# P! L 风带来坏消息的同时,也带来一些好消息——今年,甘肃风力发电总装机容量将突破100万千瓦;明年计划建成投产的516万千瓦风电项目已全部落实;酒泉千万千瓦级风电基地二期建设规划已经国家发改委批复,2015年1271万千瓦风电项目的前期工作将陆续启动;2020年增加到2000万千瓦以上装机容量及2020年以后3000万千瓦以上装机容量的规划也正在编制……对于正在建设“风电走廊”的甘肃来说,这些消息或许能冲淡人们因沙尘暴而产生的糟糕情绪。2 d% n5 ~; c4 |# j% Q5 P
汪宁渤是甘肃省电力公司新成立的风电技术中心主任。作为风力发电专家,近来一系列关于风电的消息让他既高兴又担忧。高兴的是:风电基地建设迅猛发展,在不远的未来,甘肃将成为世界上最大的风电基地;担忧的是,随着风电装机规模的日益扩大,一系列技术难题和矛盾已经显露。在接受记者采访时,他忧心忡忡地说:“在距负荷中心1000多公里以外的电网末端,建设全世界最大的千万千瓦级风电基地,的确是一个富有挑战精神的战略,当然也面临许多棘手的难题。事实上,酒泉风电现在已经遇到了很大问题。这些问题迫在眉睫,如果不及时采取对策,将来后果非常严重。”
8 y; }5 B# b, G1 X4 W( W# g 那么,“风电走廊”到底面临哪些问题或困难?- a$ C8 P) d" S- e
输送能力问题汪宁渤认为,“风电走廊”首先面临的就是输送能力。如果风电装机明年达到500多万千瓦,现有电网难以将这些电送出去。为了说清楚这个问题,他打了一个形象的比方:“就像修水渠,修的渠只能容纳30立方米水,却来了100立方米,那会怎么样呢?”河西是目前国内输电距离最长、串联变电所最多的330千伏电网,受到电网结构的限制,“西电东送”能力仅为70万千瓦左右,无法满足酒泉风电的送出需要。, ^7 d6 Z$ p2 U e; b e
汪宁渤的担忧并非多余。由于输送原因,眼下河西一部分风电已经遭遇“限发令”,一些机组实际上处于“空转”状态。
- D0 Z; `/ d c 为了提高输送能力,省电力公司投资120亿元,建设河西750千伏电网。但常规750千伏电网西电东送的能力仅为180万千瓦左右。汪宁渤认为,采用最先进的750千伏串补和世界没有的750千伏可控高抗等多项最先进的技术措施,同时通过750千伏电网与新疆联网以提高系统稳定水平和输送能力,送出能力可提高到318万千瓦。考虑到风电机组发电的同时率和就近消纳部分用电负荷,勉强能够满足94%以上概率条件下的516万千瓦风电送出,仍然有6%的时间无法满足风电的全额送出。
. i! w. z$ v9 p* h9 C, W 到2015年,河西风电装机将达到1271万千瓦;而到2020年风电增加一跃至2000万千瓦以上。如此巨大的装机容量,靠常规的交流电已无法送出;由于相关的技术研究开展时间短,各种不确定性因素难以充分考虑,即使采用了全世界最先进的正负800千伏特高压直流输电技术,能否有效解决2015年以后的风电送出问题仍待进一步研究。
u1 K9 @6 u4 U5 }1 K: ? 调频调峰问题$ Q$ T4 x- N) Z, p: o; U6 F/ e( s
有人说,电源与电网,好比车与路。不同的是,路不好,最糟不过造成拥堵;而电路倘若“拥堵”,则直接危及电网安全。电力有其自身特点,发电、供电和用电必须瞬间同时完成,这决定了整个电力系统的总发电负荷必须随用电负荷的变化而变化。由于风电具有“风”的间歇性、波动性、随机性特点,风电的发电负荷难以保持稳定。为了保证发、供、用同时完成,“风电走廊”必须有规模相应的其他电源承担调频调峰任务。也就是说,如果要实现河西2000万千瓦风电全部外送,那么就必须在“风电走廊”再建2000万千瓦规模的水电或火电。0 r- P% e) w1 B
明年底516万千瓦风电即可建成投产,而全省目前最大用电负荷仅有803万千瓦,甘肃电网能否具备如此巨大的调峰能力,仍是一个未知的问号。截至2008年年底,甘肃电网统调装机容量为1496万千瓦,考虑水电、火电机组运行方式以及检修等因素的影响,能够承担风电调峰的发电能力仅为约150万千瓦,根本无法满足516万千瓦风电所需调峰能力的要求。) S8 S9 H7 e! c
专家认为,要保证电网安全运行,仅靠甘肃自有的水火电机组调峰是远远不够的,必须考虑西北五省区尤其用黄河中上游水电参与调峰。但这样一来,就会涉及到黄河水资源的综合利用,大规模跨省调峰的调度管理模式和电费交易管理办法等一系列问题;另外还存在水火电机组能否适应频繁调峰、电网能否适应系统潮流频繁大范围波动等方面技术问题。2015年以后风电装机容量日益增扩,即使西北电网也已无法满足调峰要求,需要在更大范围或新的调峰技术才能解决调峰问题。
0 X7 H! Y; e& G8 w8 ? 电量消纳问题
0 g2 Y+ Z6 ? _ 即使电网输送和调频调峰问题都已经解决,电卖到哪里仍是一个问题。风电装机容量明年达到516万千瓦后,年发电量约为103亿千瓦时。而去年全省统调范围内最大负荷仅为803万千瓦,售电量不过529亿多千瓦时。预计明年全省最大负荷将达到950万千瓦,售电量达到560亿千瓦时。即使这样,以950万千瓦用电最大负荷,消纳516万千瓦风电,从电力平衡的角度讲,几乎无法做到。目前水、火电项目大批投产,发电量增长迅速而用电量增长相对减缓。如果516万千瓦的风电全部在省内消纳,那么就必须压缩火电机组,乐观地估计,火电机组利用小时数将下降到3500小时以下。而火电机组减产,则意味着煤炭用量锐减,这将对煤炭市场以及整个煤炭工业产生一连串不利影响。
5 Y g7 F: b4 q v& h& ^ 明年风电在省内就已经很难消纳,若要全部送出,必须依靠整个西北电网进行消纳;而到2015年和2020年,风电发电量分别约为250亿千瓦时和420亿千瓦时,如此巨大的电量则必须依靠全国电力市场消纳。" `# E) R5 r2 _8 l# w* r7 A
汪宁渤说:“风电面临的问题,是世界性难题。在风电发达的北欧诸国,一些难题尚未彻底解决。而在未来十多年后,甘肃将成为世界最大的风电生产基地,如果没有办法解决目前的难题,将会给风电健康发展带来严重影响。”1 d9 T3 ?+ k" k4 ~7 U+ E# ?
对症下药 难题可解
8 O) O; [ C" n0 b 尽管发展风电面临诸多问题,但并非没有应对的办法。首先要弄清楚风电输电方向,落实电力市场,这是问题的关键。汪宁渤告诉记者,受到资源条件和地理位置的限制,我省一直未纳入国家“西电东送”电源规划,应抓住风电调峰需要的契机,争取在河西建设国家“西电东送”电源基地。与我省接壤的蒙古,以及我国新疆有大量的煤炭资源,煤炭外运一直存在问题,如果河西成为“西电东送”电源点,在资源方面可谓近水楼台。既可解风电调频调峰问题,又可解决煤炭外运问题;其次,要积极争取在全国电力市场消纳可再生能源的有关政策,在华东、华北和华中寻求电力消纳市场,实现酒泉能源基地电力跨大区外送。此外,加快电网建设,解决风电送出矛盾;同时,加快“风电走廊”其他电源项目建设。要实现风电外送必须有稳定的电源保证,按照国际上公认标准,火电与风电的结构比例应该在1:1.5以上。以电网安全运行最低要求,酒泉风电基地火电与风电的结构比例至少应该在1∶1.2,也就是说,假如风电装机达到120万千瓦,那么水、火电装机至少在100万千瓦。因此,在抓紧风电基地建设的同时,充分利用省内和周边省份煤炭资源丰富的优势,克服水资源短缺的劣势,加快河西地区电源规划的调整,建设一批与风电同等或相应规模的火电项目。
# x& v1 i0 M# Y 加快风电建设是我国重要的能源战略。甘肃风电资源丰富,在酒泉建设千万千瓦级风电基地,是决定甘肃经济社会未来发展大局的重要举措,也是甘肃经济社会加快发展的必然选择。为了使这一事关全局的举措顺利实施,我们有必要充分考虑所面临的种种问题,做到超前预测、超前研究和超前部署。/ s6 B5 E* w: X5 h+ [! _
酒泉风电基地超大规模集中建设、超远距离输电的开发模式,突破了国内外现有风电发展理论,创新了风电发展理念。我们有理由相信,在省委、省政府领导下,通过不懈努力,一定能够克服种种困难,使甘肃成为名副其实的“陆上三峡”。 |
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