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近日发布的《国家能源局关于做好2014年风电并网消纳工作的通知》(简称《通知》)显示,2013年全年风电平均“弃风”率为10%,比2012年降低了7个百分点,“弃风”电量比上一年下降约50亿千瓦时。然而,部分地区“弃风”问题仍比较严重。
今年年初以来,国家能源局接连发布了《新建电源接入电网监管暂行办法》和《通知》两份文件,旨在通过配套输送通道的规划、建设和规范,解决风电并网问题。笔者认为,从风力发电的原理来看,促进风电并网并不能彻底解决“弃风限电”问题。
现代风力发电机组是由风轮、发电机和铁塔三部分组成。工作时,风力带动风轮叶片旋转,通过增速机提升转速使发电机发电。因风量不稳定,故其输出的是13伏至25伏的交流电,需经充电器整流,再对蓄电瓶充电。之后,由保护电路的逆变电源把蓄电瓶里的化学能转换成220伏市电。目前,风力发电机对风速的最低要求是3米/秒。因此,风力发电高效运作需满足以下条件。
空转保护机制。风力大小是无法控制的,人们只能根据对当地气象统计的常年风力情况,来选择风机安装的方向和大小合适的风机。当风速发生变化的时,发电机组通过变速装置进行调节。但是,当电网的中央蓄电池组被充满或者瞬间风力过大,发电机组就会采取空转方式来避免机组和线路烧毁、电瓶被“充爆”的危险。
供电稳定性。中国有大风的地区大多属于季风气候,这导致风力发电的稳定性受到很大影响。从电网调峰的角度来看,这种季风造成的峰值稳定性和供电稳定性问题都让电力商头疼。
切合实际的大小风机相结合。风力发电并不是越大的机组就越好,全年有效工作时间更重要。大的机组需要足够大的风速才能带动;小的机组要求的风速较低,实际上其全年有效工作时间更长。
基于以上考虑,笔者认为,提高风电利用效率,还应鼓励小风机进入家庭,机组群贴近社区。中国风电项目大部分是荒郊野外的大机组群电,需要专用输电网;可利用城市“热岛效应”带动小机组的近郊和小城镇则被完全忽视。而荷兰风电项目大多在城市边缘,部分项目建在公路沿线,能就近提供电源,大大减少了电网和变电设施建设。
风电项目还应尽可能配套对应的农业、畜牧业、水利项目。目前,地方政府只专注于兴建项目,至于怎么合理消化这些电力,往往没有可行的配套方案。我们不能只针对电网问题谈风电,还要根据风电的特点,系统化发展风电项目,以此提高发电效率。(作者,于鹏,为北京石油交易所分析师)
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