风电场缘何要弃风？

zj2635

　　弃风是国际上风电发展过程中一种普遍现象，正确和科学认识弃风，最终目的是要利用好风电，减少弃风，最大限度提高风电利用比例。

$ j5 i/ A! k. w　　进入新世纪以来，特别是2005年以来，我国风电发展加速，连续四年翻番，风电装机发展速度之快令世人瞩目。截至2009年底，我国风电累计吊装容量达到2580万千瓦，仅次于美国居世界第二位，2009年新增装机容量达到1380万千瓦，居世界首位。与此同时，2009年以来，一些风电发展较快的地区风电并网的问题凸现，部分风电场由于限制出力而弃风的现象频频发生。中国的风电怎么了？为什么要弃风？中国的弃风是暂时的吗？
- y  _) P8 @7 S9 `* {
　　所谓弃风，是指在风电发展初期，风机处于正常情况下，由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点导致的部分风电场风机暂停的现象。我们认为，作为一种新能源，风电发展的最终目标是提高风电利用比例，只有科学认识弃风，才能最大限度减少弃风。

2 M2 Z. q$ ?4 H5 l1 A+ r, a( A! ]4 v/ C! s　　近年来国内组织了很多次国外风电考察团，学习国外风电发展的经验。由于目的是学习国外经验，大家更多的关注的是丹麦风电发电量占本国电力消费总量的比重超过了20%，西班牙建立了可再生能源控制中心，美国2030年风电发电量占国内用电量的比重将达到20%等等。但很少有人关注国外风电场限电和弃风的问题。
- j8 Z$ z3 ?" ~5 N- G
　　国外风电大国和风电比重较大的国家风电场有没有限电弃风？适度限电弃风是否有其必然性和合理性？适度风电限电及弃风与风电的利用比例有没有直接关系？
8 x, x. {# U( O; g- w# W7 W
  `2 `0 t3 ?4 b* F6 V9 Q2 q　　2009年底，美国能源部下属的国家可再生能源实验室(NREL)发布一份名为《风电弃风案例研究》的调查报告。根据该调查报告，除中国外，目前世界风电累计装机容量排前三位的风电大国(美国、德国、西班牙)以及风电发电量占本国电能消费总量的比例排前三位世界的风电利用比例最高的国家(丹麦、西班牙、德国)均存在不同程度的弃风，而且在美国、德国的一些地区，弃风是风电并网的前提，弃风相关条款纳入并网协议或购电合同。下表是一些风电大国和风电利用水平较高国家近年来弃风的情况。
5 [# M: G. p* l3 A
" z( P7 N% k- i, g% j. G. [' {/ W　　弃风现象在风电大国普遍存在，表明出现限电弃风有其具有普遍性的客观原因。从全球范围来看，共同的原因主要有三个。
  d1 f8 i( V: s$ x: k
7 U+ ^8 U; a6 X6 r; A. I. K　　一是由于近年风电发展速度过快，许多地区电网投资建设跟不上风电发展的步伐。近十年，世界风电装机年均增长31.8%，成为全球最具吸引力的新能源技术，电网作为传统产业，投资吸引力远不敌风电。
6 r7 K; }6 a, X0 t  I
# R; V3 r+ h+ R7 }$ A　　二是建设工期不匹配。风电项目建设周期短，通常首台机组建设周期仅为6个月，全部建成需要1年左右；电网工程建设周期长，输电线路需要跨地区，协调工作难度大。在我国220千伏输电工程合理工期需要1年左右，750千伏输电工程合理工期需要2年左右，在国外，由于管理体制的差异，建设周期更长。

　　三是风电出力特性不同于常规电源，一方面风电出力随机性、波动性的特点，造成风功率预测精度较低，风电达到一定规模后，如果不提高系统备用水平，调度运行很难做到不弃风；另一方面风电多具有反调峰特性，即夜晚用电负荷处于低谷时段风电发电出力往往较大，即使常规电源降出力，当风电规模达到一定程度(大于低谷用电负荷)，也难免出现限电弃风。
% B$ @) M) s2 L4 U7 v4 d
　　风电在我国刚刚进入规模化发展初期，近年出现的较为严重的限电弃风现象既有普遍性的原因，也有我国的一些特殊原因。主要表现在一是从项目审批程序上看，我国风电项目与电网项目审批脱节；二是从扩大风电消纳范围来看，风电基地消纳方向不明确，风电开发规划与电网规划不协调。

　　适度弃风有利于风电的发展。风电的出力特性决定了风电机组达到满出力的时间很短，且风电多具有低谷时段反调峰特性，因此负荷低谷时段适度弃风，不仅能够提高电网接纳风电并网能力，也能够减少常规火电降出力运行的压力(常规火电降出力运行将提高其发电煤耗)，提高整个电力系统运行的经济性。有研究表明，低谷风电弃风3-5%，可增加30-40%的风电并网容量。

　　国家能源局可再生能源司副司长史立山不久前也公开表示，“风电装机和出力之间有差距，一百万千瓦机组大部分时间仅运行四五十万千瓦，不能简单地用风电的容量来配电网输电工程容量，合理弃风是有必要的。”

" D# s: S& O. k$ ?9 ~* e　　衡量一个国家风电利用水平的高低不是弃风限电的绝对数量，而是风电利用比例(即风电发电量占国内用电量的比重)。适度弃风，并不意味着可以随意弃风，更不意味着降低风电的利用水平。丹麦也存在弃风限电，2009年西班牙限电弃风电量也很可观，但并不影响丹麦和西班牙成为世界风电利用比例最高的国家。

8 v# a! L8 e0 g　　科学认识风电的特性，科学认识弃风，最终目的是要利用好风电，减少弃风，最大限度提高风电利用比例。

. E- A( ?; L- @; Y8 n　　当前要减少我国风电限电弃风，首先要提高风电规划运行管理的水平，包括加强风电规划与电网规划的协调、项目审批的协调，加强风功率预测，将风电纳入年度方式统筹，纳入月度和日前平衡等。

　　2009年12月，国家电网公司《风电场接入电网技术规定》作为企业标准正式颁布，提出风电场需要具备功率控制、功率预测、低电压穿越、监控通信等功能要求。2010年2月颁布的企业标准《风电调度运行管理规范》进一步提出了风电场在并网管理、发电计划管理、检修管理、继电保护和安全自动化装置管理、通信运行管理以及调度自动化管理等方面的要求。

　　另外，国网公司还制定了《国家电网公司风电场介入系统设计内容深度规定》、《风电运行控制技术规定》以及《风电功率预测系统功能规范》等多个配套规定。

& Q4 A( n1 v. H0 D　　其次要扩大风电消纳范围，加强跨区跨省电网互联，风电基地要明确风电消纳市场，明确配套电网送出方案。
- e. Z% y6 _5 b0 t, W( G
& b9 T5 F% u6 @, b" J) R' B. a　　三是要充分利用经济激励机制，制定灵活低谷电价。一些风电大国为了减少弃风，甚至采取了低谷风电负电价交易制度，降低低谷风电电价也是减少低谷风电弃风的最有效的途径之一。
7 D" D, \7 {, W" W; T; W! k: t1 t/ l4 q
- x4 U# E# a8 r. ?来源：能源杂志