【電力】國家電網著力解決“三北”地區風電消納問題
7月3日舉辦的“2013中國清潔電力峰會暨中國國際清潔能源博覽會”分論壇“清潔發電高峰論壇”上,國家電網公司副總經理欒軍做了從我國新能源發展基本情況、國家電網公司所做的工作、促進新能源可持續發展的思路三個方面做了“國家電網促進新能源發展的實踐與探索”的主題演講,詳細的介紹了電網在可再生能源發展過程中的關鍵的作用、未來的發展,并做了一些很技術性的溝通以下是欒軍的演講內容。
一、我國新能源發展基本情況
首先講講風電,到去年年底,我們國家并網發電風電裝機大數是6000萬,并在國家電網調度范圍內的是5676萬千瓦,國家電網公司經營區域內風電裝機占全國風電裝機的93%,2006-2012年年均增長76%,從2006年開始幾乎一年一番、一年一番的往上增長,增長勢頭相當迅猛。我又統計了一個新數字,到今年5月底,公司范圍內的風電裝機已經達到6160萬千瓦。去年公司范圍內的風電發電量達到968億千瓦時,剛才張國寶主任講全國大數1000億,國家電網公司經營區域內968億千瓦時,2006-2012年發電量平均增長速率高于裝機增長速率,這兩個數字相等的話,屬于正常增長,高出這塊也體現出了我們大力服務清潔能源的發展方面所作出的努力。
大家都很關心利用小時,總體來講,公司經營區域內風電利用小時這些年來在風電快速增長(幾乎每年一番)情況下保持了1900-2000小時的水平,維持這個水平相當不容易,因為增長速度特別快。公司利用小時和西班牙、德國、丹麥利用小時,和西班牙、德國相差不大,和丹麥還有一定的距離,丹麥2500小時。從裝機主要分布區域來講,就是“三北”地區,東北、西北、華北地區,從省來講,內蒙古地區,蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個省風電并網容量均超過500萬千瓦,占當地裝機比重在20-30%之間,這四個地區發電量占用電量的比從10-30%,和西班牙、德國基本相當,蒙東地區風電發電量在某一天可能比蒙東地區的用電量還要高,占比可能超過100%,多發的通過電網的調劑都送到了蒙東地區之外的地方消納,發揮了電網的調劑作用。再加上光伏,光伏并網了330萬,2012年比2011年增加了44%,到今年5月底,光伏在公司范圍內并網已經達到了455萬,半年時間又增長了100多萬,2012年光伏發電量35億,同比增長466%,勢頭比較猛。光伏主要分布在西北、甘肅、青海、寧夏、新疆等地區,中國風電太陽能發展這些年確實相當迅猛,用五年半時間走過了歐美15年的發展歷程,實現了裝機由200萬到5000萬千瓦的跨越。
二、國家電網公司所做的工作
一是要全力解決新能源并網的配套工程建設問題。2012年底,公司累計投資風電并網工程490億元,建成了風電并網線路將近3萬公里,保證了國家和各級地方政府核準的風電項目及時并網,電網工程的建設核準程序比較多,一般來講建設速度趕不上風電廠的建設速度,是線條的審批過程,主要受核準制約的影響,這方面困難比較大,我們也希望快建、早建,但是往往趕不上風電廠的建設速度,一個5萬的風電廠半年就能拿下來,線路的審批手續比較煩瑣,國家審批權利下放,我們希望能夠加快這方面的工作進度。
關于太陽能并網工程,已經累計投資了27億元,并網線路1000公里。
剛才張主任講了疆電外送,現在主要采取了三條通道,我們已經投了兩條750千伏的交流,由新疆并到西北主網,并到甘肅,同時,正在建設800千伏的特高壓直流,保證新疆和河西走廊風電的大規模送出。
二是優化安排、加大跨省區書店,采取風水互補,我們國家調峰電源容量非常匱乏,只能用現在僅有的存量的水電,特別是存量中具有調節性能的,季調節和年調節,努力的安排電網運行方式,特別是到了冬天,“三北”地區都供熱,火電機組一供熱,最小出力就壓不下去,為什么低谷棄風,有時候得保障供暖,冬季低谷時候第一發電需求應該給供熱機組,然后全排給風電,供熱機組供上熱以后帶低負荷能力比較弱,要比較高的帶負荷,這時候供熱和風電的矛盾就比較突出。“三北”地區搞了一套低谷監視供熱電場熱電比系統,是不是真正供熱,還是為了多發電,我們有在線的監測裝置,和他們共同監視,也是為了風電的所有企業與火電廠之間進行協調,也是為了風電企業的利益。
三是發揮省間的調節作用,按照張主任的講法就是在更大的池子里吸收消納,我們做了很多工作。
在更大的空間進行消納,使得蒙東、蒙西地區的風電和一些風電比例較高的能夠送到外省去,風電瞬時出力在用電負荷比例最大的已經達到84%、35%、34%,可以看出運行控制和安全運行的風險還是很高的,電網企業確實克服了很多困難,承擔了很多風險,積極消納風電。在電網運行的調度指揮中心建成了覆蓋32個省的639座風電廠的實時監測系統,實時的為風電的運行需求提供服務,突出是上下工作的統籌性。
四是風電預測,風電預測很重要,電網公司開發了風電預測系統,服務于各個風電廠,比如一個省網通過風電預測系統估計到今天最大風電出力大概100萬千瓦,風電廠也報負荷預測,這是對的,風電廠是發電主體,就像火電廠、水電廠一樣,你也要說一下第二天能發多少電,有局部服從全體的問題,如果也能發100萬千瓦,我們就想辦法把這100萬安排下去,兩家都預測,互相保障、互相校核,客觀上促進了風電的積極消納。
從光伏來講,剛才張總說國家電網公司出臺了政策,我們現在已經舉辦了新聞發布會,鄭重地說向全社會承諾:國家電網公司在分布式光伏發電并網服務上出了服務意見,大家都能查到,在社會上也引起了比較強烈的反響,電網公司在促進新能源發展特別是促進光伏發展方面采取了舉措,現在很多個人都在積極申請,提出了很多服務措施和優惠條件,使并網管理、電價等等做的越來越簡單、越來越方便,比如免費提供并網全過程服務,我想上光伏,好,上吧,我們免費提供并網服務,免收系統備用容量費,系統給你做備用,你說我有3000瓦光伏設備,哪天設備一斷,3000瓦沒有了,用戶還需要3000瓦,系統提供備用,再就是自發自用、余電上網,對于接入的公共電網部分的投資由電網公司承擔。在技術上也進行相應的簡化,在流程上也做了有關的規定,我們的窗口隨時接受你們的申請。北京首個個人光伏并網項目在順義。
在新能源快速發展的同時,原來我們沒有標準,這些都是新生事物,我們在標準制訂上下了很大力氣,制訂了有關的標準,也是為了更規范、更科學的為新能源發展服務。形成了企業標準、行業標準、國家標準等等。就六鄉一個語言似的,大家都用這種語言,都有這種標準,就能銜接上了。
五是科技投入,這些年來我們投入了大量的人力、物力,圍繞新能源的發展,在科技創新、特性的把握認知上做了很多努力,建成了兩個中心、一個平臺,國家風電技術檢測研究中心,國家能源太陽能發電研發中心,在政策研究上有新能源分析平臺,努力地為新能源發電企業提供服務。
大家總說低電壓穿越,所謂低電壓穿越,比如一個10萬的風電廠,通過我們的線路連接到電網,線路有故障的時候,比如有雷擊、風箏線碰上、下面的吊車碰上,線路處于短路狀態,一短路對風機造成很大風氣,力磁還有,相當于出口短路,風機容易報廢,不光風機,所有發電機組都有低電壓保護,一有低電壓,相當于出口短路,非常危險,燒線圈,機組可能報廢,碰上低電壓,比如風箏線一搭上,對于風機來講,出口有故障,短路了,平常發電機保護就跳了,低電壓穿越,風箏的故障由系統清除,線路兩頭都機電保護裝置,先斷電,斷電之后短路點稀糊了再送上,這叫重合閘,線路好了之后又跳了,對發電廠不利,對風機也不利,也損失了上網電力,希望重合閘之前不要脫網,就一兩秒鐘時間,反映出出口是低電壓,所謂低電壓穿越就是保持幾秒鐘,系統好了、自動裝置好了把這條線路送上之后又可以發電了,保護了風電廠的利益,保護了設備,對電網的影響小,對用戶影響也小?上驳氖乾F在國家提出了這方面的要求,各個風電制造企業都具備了這個能力,并不是很難。
關于檢測,我們已經成立了11個檢測中心,主要是“三北”地區,為大家服務。由于低電壓檢測原來在生產上沒有這種要求,沒這么造風機,廠家就沒有這個檢測設備,檢測設備廠家還要投資,我們去檢測,一般都是車載式的,到風電廠之后進行檢測,有的一次過不去,得來回檢測,我們不能長期在一個風電廠工作,有的風電廠的同志說你最好不要走了,一個風機一種類型,可能十天半個月也走不了,造成檢測資源被某些廠商所占用,雙方面都要加快努力。
“風光儲輸”的配合是一個大問題,公司在張北建成一個世界上最大的“風光儲輸”示范工程,一期16萬千瓦,二期51萬千瓦,通過這些探討儲能和發電之間的配合關系,從電網來講,如果上帶儲能裝置的風電或者光伏發電站是最好的,風電三四千塊錢一個千瓦,快、便宜,但是確實是波動性的電力,剛才張主任問多少錢,我據我了解一個鈉硫電池一個千瓦兩萬多,我也知道風電廠上不起,但是從技術上來講非常需要,要解決中國新能源的大規模發展問題,重點還是著力建設能夠大規模商業化的儲能裝置,很小的沒有用。青海有一個百萬千瓦級的光伏發電基地,建成了330系統,把它接出來了,匯入到750千伏的交流系統。我們在全國各地建了20個以分布式核光伏發電、微電網為主要內容的智能電網示范工程。
三、下一步的發展思路
在我們國家應當大力發展新能源,特別是霧霾天氣下,新能源的使用關乎到可持續發展和生態文明建設問題。能源局也發布了“十二五”規劃,規劃2015年風電1億,2020年2億,還是在“三北”地區。太陽能規劃2015年2100萬,2020年5000萬,數字相當巨大,確實是大好事。“三北”地區負荷小,確實面臨在更大的池子里吸收消納的問題。我們國家調峰技術手段比較缺乏,大家始終講低谷時候要多讓給風電,確實應該這樣,特別是華北地區98%是火電,風電企業很著急,火電真壓不下去,有人說少開點火電不就有了嗎,少開了火電,第二天高峰時候又不夠了,火電開機方式是以滿足尖峰為前提,火電最多能壓到60%,到了60%,單位發電煤耗就比100%帶負荷時候高出五六十克,這也是能源的浪費,確實有風電和火電的協調問題,壓到很低的話,火電機組一點不經濟,而且危險性很大,控制不好的話,要過水,蒸汽沒飽和就吹進了汽輪機,使汽輪機大軸彎曲、葉片腐蝕等等,容易跳閘,調峰手段非常匱乏。西班牙風電利用率高,歐洲有很多氣電,氣電的特點就是啟動快、調節速率快,能跟上風電的變化,我們幾乎沒有這種調峰手段,我們努力在更大池子里消化新能源。
我們也在考慮如何把“三北”風電引入華中和華東地區進行消納,有幾個規劃項目,一個張北的風電基地外送,建成交流輸電工程,送到江西南昌。甘肅九泉風電基地,通過直流送到湖南。內蒙古西蒙能源基地的送到江蘇;蒙西的新能源通過遠距離輸送送到湖北,這些都是特高壓交流和直流。