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张家口的风电为啥送不进百公里外的北京

2017-10-15  来源:中国风力发电网  [已有0人评论]  [有偿投稿]
核心提示:基于省间中长期协议的电量计划难以操作,跨省可再生能源消纳必须引入实时交易并配套辅助服务机制。换言之,要从根本上解决弃风问题,必须突破现行体制,更多地运用市场的思维和机制,而必须打破“省为实体、自我平衡”的现行模式,构建更大范围的统一电力市场。
中国风力发电网讯:中国风电发展区域间严重不平衡,风电密集分布的“三北”地区弃风严重。令人费解的是,为什么在风能资源丰富的地区从2009年就开始出现严重“弃风”现象,但装机规模还持续高速增加?以西北区域为例,风电并网装机总量从2013年的1626万kW增加到2016年的4329万kW,增长了266% ;与此同时,弃风问题也更加突出,弃风量几乎占全国的一半。并且,2014年后西北区域的弃风率一直居高不下(见图1)。
图1 2013-2016年西北主要省份的弃风率变化
对比国际上风电发展大国3%以下的弃风率,中国西北地区的弃风率之高简直是“触目惊心”。
风电的供给能力、电力需求、电网输送能力与电力系统的灵活性以及相关市场制度和法律是影响中国西北区域风电运行和消纳的最主要因素。限于篇幅,本文主要就电网输送能力、电力系统的灵活性与电力需求等主要因素进行讨论。
西北区域风电并网消纳面临电网输送能力的限制
具体表现:
第一,现有能源体系和基础设施不足以接纳规模化可再生能源应用。
近几年,中国弃风、弃光、弃水现象日趋增多,可再生能源限电比例不断增加,尤其是西北区域弃风限电严重。中国尚未建立统一的电力能源市场,跨区域电力输送与消纳发展滞后,能源丰富地区窝电问题严重,缺少完整统一的跨区域输电网规划,可再生能源与常规能源之间的利益冲突和发展空间的矛盾,使可再生能源的市场空间受到限制。能源基础设施不足是不可否认的事实,必须正视和重视。2012年丹麦、德国、芬兰、西班牙四国风力发电量占全国发电量的比重均达到20%以上。2016中国风力发电量占总发电量的比重仅为4%,而西北区域风力发电量占地区总发电量的比重不到3%。显然,现有的电力系统在基础设施、运行机制和技术配置上还没有做好接纳大量风电的准备,完全不适应可再生电源快速增加的需求。
第二,特高压外送的预期目标打折。
本地消纳无望,外送成了西北区域解决弃风限电的希望。
中国风电装机容量80%以上分布在东北、西北和华北三个区域,能源生产区域和能源消耗区域的逆向分布是导致弃风限电的直接原因。电网和新能源企业一直寄望于建设跨区域大功率电力输送通道,将风电等新能源送到需求地来实现消纳。2015年,国家电网公司开工建设蒙西-天津南、酒泉-湖南、锡盟-江苏、上海庙-山东4个主要用于新能源输送的跨省跨区特高压输电工程。此前则已建成哈密-郑州特高压输电工程。由于风电、光伏的波动特性,特高压并不能单独用来输送新能源,必须采用与煤电捆梆的方式进行输送,技术和经济性决定特高压能输送的新能源十分有限。
此外,2015年以来,全社会用电增速放缓,煤电面临严重过剩,国家层面对煤电新建项目进行限批、限建。这使得特高压输送风电面临新的变数。并且,通过特高压远距输电到目标输出地,地方之间利益矛盾仍然存在,这也为风电对外输送埋下后患。实际数据表明,由于技术、经济等原因,特高压外送新能源没有达到预期效果。2016年,非水可再生能源输电量仅占上述5条特高压线路输电量的14.5%;如甘肃敦煌-酒泉-河西-武胜750千伏的输电线路,其实际输电能力为320-420万千瓦,远远低于本省西部可再生能源装机1600万千瓦外送的要求。
电力系统灵活性不足和挑战
中国西北区域电源结构多以传统燃煤电为主,有调节性能的水电、抽水蓄能和燃气电站等灵活电源比重不足1%,特别是在冬季,由于供热机组比重大,按照传统技术方案和运行方式的调峰能力十分有限。欧美等国快速跟踪负荷的燃气电站及抽水蓄能比例高,美国灵活电源的比重接近50%,西班牙也达到35%。更重要的是,中国大规模火电(煤电)仍然保持基荷电源的运行方式,火电机组(特别是热电机组)的灵活性没有释放,实际调峰服务远低于国际水平。中国近10 年火电机组的技术水平显著上升,新建机组煤耗等指标达到了国际先进水平。但到目前为止,中国还是沿用上世纪80 年代初基于煤电系统的火电调节指标进行运行考核,大中小型火电机组、西北区域热电机组仍旧采用传统技术方案和运行方式,没有针对灵活性需求进行改造升级和运行方式调整。由此,电力系统不可调节容量,占据了有限的电力需求空间,成为制约西北区域风电出力的主要因素。
大量的自备电厂影响系统调峰
受现行价格政策和管理体制影响,中国自备电厂和热电联产机组基本不参与系统调峰,这直接限制了热电机组释放灵活性。
自备电厂的运行方式更是限制了火电机组的灵活性。近几年来,西北区域自备电厂快速增长。2015年,西北区域自备电厂装机容量大约为25180MW。尤其突出的是,新疆自备电厂装机容量16300MW,占电力总装机的29%,占火电装机的45%。累计发电量已超过公用火电机组,累计发电利用小时数4886小时,远高于公用火电厂利用小时数2874小时。
在目前执行政府定价,缺乏现货电力市场、辅助服务和容量市场机制情况下,火电作为主力电源也没有动力释放和提高灵活性,造成了电力系统难以接纳可再生能源。

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(来源:财新网)

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