风电发展的出路在哪里？这11个问题直指要害！-北极星风力发电网

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近年来，美国及全球范围内风电的快速发展吸引了越来越多的媒体和公众对风力发电技术的关注。由于风力发电的某些特性，尤其是风电机组只有在有风时才可以运行发电的特性，一些错误的认知便随之产生。

在他们看来，风电不像传统能源那样易于调度，发电量的多少取决于风速的大小;风能主要是一种能量来源而不是容量来源;风电的主要价值在于能够替代传统能源的消耗以及由此导致的包括二氧化碳在内的污染物的排放;在用电高峰时刻，风电只占电力系统中相对很小的部分，所以风电的容量价值有限。这些疑问导致了媒体和公众对风电的可靠性以及如何保持负荷侧与电源侧的平衡等问题的担忧。

本文对普遍关注的风电相关问题作了回答。文章从风能的变化性讲起，讨论了风电是否具有保证容量，探讨了风在所有地区戛然而止的可能性，风力发电的可预测性，风电并网的经济性，对新输送通道的需求，以及风电是否需要备用电源或专用储能设备等问题。

最后，文章讨论了系统是否具备足够的灵活性以接入风电，火电是否因其具有更高的容量系数而优于风电，以及电网在接纳风电上是否存在极限。

1、电网能应对风电出力的持续变化吗?

早在风电技术出现之前，电力系统的设计就可以应对负荷的显著变化。电力需求在从几秒到几年的时间尺度上变化，围绕这样的变化，电力系统运行程序进行了相应的设计，基于相关分析和运行经验，大体上可以掌握负荷的变化规律。

相对于用电高峰来说，极短时间内(几秒到几分钟)负荷的变化很小，其主要是由许多不相关事件在不同流向上改变用电需求所引起。从较长时间段(几小时)来看，用电量需求的变化往往会更具有关联性，例如早晨负荷增加而夜间负荷减少。

单个或多个风电场的发电量是随时间而变化的。风电的变动性加之电力系统原本就存在的变动性，可能会增加变动的复杂性，需要电网运营商进行管理和调控。风能每发1度电，其他发电形式就可以少发1度电，所以其他的发电系统只需要满足除风电之外的负荷需求，这部分负荷经常被称作净负荷(除风电外负荷)。

因此，整个电力系统的非风力发电部分就要被调控至净负荷，即整个电力系统负荷与风电负荷之差。图1显示了丹麦西部地区一周内的实际负荷与净负荷，两条曲线之间部分就是风电部分。图2更清晰地表示了实际负荷与风电负荷之间的对比。

从图1可以看出，在风电大规模接入时，会在两个方向上引起明显变化，这就要求其他发电机组降出力运行。在风电的接入比例很大时，如果现有的发电机组没有较好的降功率运行能力，应付这一部分增加的变量可能就会比较难。

总的来说，随着并网风电机组增多，风电在电网中的变化就会越来越小。图3是从美国国家可再生能源实验室风电场数据收集项目中截取的具有几个互联点的某风电场约9小时内每一秒的数据。

这一数据来自同一时间段，并将每个机组群的平均输出值进行了规范化处理。图3(a)显示了200台机组数据进行标准化处理后的变化情况。图3(b)显示了15台机组数据的巨大变化。从这些数据及图示中可以得出结论，随着风电机组的集群化，标准化处理过的风电变量在下降。这一规律同时适用于较小区域内和大范围的风电集群，也适用于电网运行的所有时间尺度。

一些国家的电网运营商在积累高比例风电并网及其变化规律的运营经验。图4显示了从2009年5月7日至10日，爱尔兰风电的每小时接入比例，范围从很小的比例到高达40%。

同样，图1(如上所述)显示了2005年1月丹麦的实际负荷与净负荷(减去风电后的负荷)。该图显示风力发电量逐渐增加，而后由高风速导致停机使发电量减少。更高的风力发电量使得净负荷在某些时段接近于零。

正如本文后面讨论的，电网运营商通过使用现有的灵活发电资源、风力预测以及时间调度等手段，来应对风力的变化。在以更接近于实时的情况下进行评估时，发电量更具可预测性，而小于小时单位的调度方案也使电网运营方可以充分利用其他发电设备的灵活性。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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