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储能的多环节应用 提升我国“三北”地区风电消纳能力

北极星风力发电网  来源:电力电网  作者:田春光  2017/9/30 9:25:18  我要投稿  

北极星风力发电网讯:近年来,我国新能源并网装机和消纳总量高增长。截至2015年底,我国风电累计装机容量达128.3GW,全国风电发电量为185.1TWh,装机总量居世界第一,但是严重的弃风问题制约着我国从世界大风电装机国迈向世界最大风电利用国。风力资源最丰富的“三北”地区也是弃风最为严重的地区,以吉省为代表,弃风率连年超过30%,风电消纳问题引起社会的广泛关注。现阶段国内各研究机构围绕弃风题,基于电网实际运行情况,从机理上深入探讨,分问题产生的根源,致力于找出科学的解决途径。

国网吉林省电力有限公司电力科学研究院(以简称“国网吉林电科院”)经过多年在新能源领域中不懈努力,已经建立了一支“风电并网技术一网源协技术一风电消纳技术”闭环式科技攻关团队,人才优明显,技术实力雄厚,具有良好的试验与理论基础。前拥有一个中心,两个省级工程实验室,即吉林省风并网技术研究与检测中心、吉林省风电并网技术及消能力研究工程实验室和大电网仿真实验室。近三年,网吉林电科院在新能源技术领域中先后承担了国网司、吉林省科技厅和工信厅等相关科技项目34项,究成果全部达到国内领先水平及以上,并建设了多个范工程进行推广应用,在风电消纳方面取得了诸多实经验。

我国“三北”地区弃风的主要原因

分析我国“三北地区”弃风问题产生的根源,要表现在低负荷、供热期电网向下调峰能力不足和电外送能力弱。

“三北”地区新能源装机与负荷呈逆相关,负占全国总负荷的36%,但风电装机占了全国的70%,电渗透率高达70%,其中,蒙东的风电渗透率已经超100%。而山东、江苏的风电装机总量也很大,但基本实了全额消纳。因此,低负荷是制约风电消纳的根本原因。

冬季供热是“三北”地区的固有特点,以吉林为例。吉林省电源结构以火电为主,达到省调直调装的75.5%,供热机组又占了火电机组的总装机的92%为保证冬季采暖,供热机组“以热定电”,不能深度峰,调峰能力仅为20%左右。而整个东北区域抽水蓄等灵活调节电源占比只有1.5%。负荷低谷时,电网下调峰异常艰难,恰逢风电需求大,造成了大量的风。经统计,东北地区90%以上的弃风电量发生在供期,负荷低谷弃风电量又占总弃风的80%基于以上两点,风电消纳对电网外送提出了更高求。然而,目前国内的电网仍不能满足“三北”的风电送。截至2015年底,东北电网新能源装机已达25.5GW电力富余20GW以上,跨区外送华北地区的输电能力有3GW,电网外送能力较弱。

风电消纳的解决措施和储能的需求分析

对“三北”地区弃风问题产生的根源,解决“北”地区风电消纳的有效措施可概括为以下三个方面即提高火电机组的电源调节能力,加快推进抽蓄电站设;积极推进“三北”电网的特高压直流外送通道设,加强送受端交流电网建设,保证跨区直流能够大率运行;推进煤改电供热等电能替代,推广风电供暖同时加强需求侧响应,实现负荷调峰。

以上三个措施都需要打破现有的电力生产和消耗时平衡,而储能技术具有多能转换和能量时移的特点是协调电源和负荷的有效手段。储能技术既包括热储等广义储能,也包括电化学储能,如铿电池、液流电等。大规模储能系统可在电力系统发、输、用电多个节中应用,其可协调火电机组进行灵活性改造,提高组的深度调峰能力,可为送受端电网提供快速功率释和支撑,提高特高压直流输电的稳定性,可作为可控荷参与电网调峰,提升负荷的可调度性。因此,大规储能系统能够多维角度为风电消纳提供负荷空间,是决弃风的的必然需求。

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