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中国的风电产业在过去的10 年经历了快速的发展。从2005 年《可再生能源法》实施起，风电装机从100 万千瓦的水平，连续5 年翻番式增长，到2010 年接近3000 万千瓦，之后4 年以年均1500 万以上的速度增长，到2015 年3 月，并网装机突破了1 亿千瓦。目前，超过8000 万千瓦机组已经核准或者在建。

与此同时，随着风电并网规模的扩大，2010 年后风电的弃风问题日益显著。相对于风电的设计负荷率水平，风电的实际运行小时数往往要低5% - 20%，严重影响项目的经济性与整个风电产业的发展质量。按照国家能源局的统计口径，2012 年平均弃风率17%，2013 年下降为11%，2014 年在全国来风情况普遍偏小的背景下，平均利用小时数1893小时，弃风率8%。在一些风电装机集中的地区，比如辽宁、内蒙、甘肃等地，利用小时数比理论水平更低，弃风率总体上仍旧超过20%。这使得中国虽然在装机容量上在2013 年就已经居于世界第一位，但是从发电量来看，仍旧比美国低10% 以上。

尽管发展迅速，但是风电在中国庞大电力系统中的份额仍旧显得微小，仅占目前总装机的7%，发电量不到3%。主要OECD 国家的风电发展与运行经验表明，在20% 发电份额以内，风电并网带给系统的技术挑战不是不可逾越的，成本的增加也是可管理的。但是这一基本的结论显然与中国的现实不一致。中国的电力系统与结构有其自身的特点，煤电为主，灵活机组不足，仍旧是一个高度管制的系统，并且作为一个大国，其内部高度非均一性的特点使得风电的分布显著地集中在某些地区。这些特点都构成相比OECD 国家在风电消纳方面的劣势。但是，在3% 的风电比例下出现约10% 的弃风，以上的这些原因是否能够足够解释这一弃风的程度仍旧是一个未知的问题。

本文即从电力系统运行的角度研究风电接入潜力的问题。以京津塘电网为例，通过引入电源灵活系数，测算系统运行灵活度的需求与供应约束下的风电接入潜力。这一灵活系数以一种简化的形式，衡量系统运行中周期运行、辅助服务、负荷跟踪等运行灵活性(运行备用)需求。相比风电进入系统的可能的低谷 /高峰调峰的约束(规划备用)，电源灵活系数约束的要求往往更高。它的确定，可以来源于更高分辨率的系统生产模拟，以及对某种电源技术特性的分析。

国内外研究现状

严重的弃风限电问题备受政府、学界、工业界与公众关心。如何理解弃风的原因关系到可能的解决方案的具体形式。对于如何解释弃风的原因，诸多文献从不同的角度给出了分析，并提出了相应的解决方案。典型的弃风原因的解释有以下几个方面：

一、电力系统的灵活性不够。简而言之，电力系统的灵活性可以表述为系统面临各种波动继续保持供需平衡的能力，其中电网系统向上调节与向下调节的能力与速率是关键。Pei et al. (2015)从这一视角对风电丰富的几个地区进行了讨论。 Li et al.(2015)从技术角度对减少弃风的措施进行了探讨。

二、电网风电发展不协调。其提供的解决方案是将电源与电网纳入统一规划，确保二者的协调发展。 Yang et al.(2012)、 He et al.(2013)主要是从这一视角进行了讨论。

三、火电与风电的利益分割。这种视角多见于国内媒体的观察，“统筹二者的利益”自然是其解决方案。应该讲，这种视角是比较具有误导性的。它转移了话题，跳过“做蛋糕”的系统最优化问题(回答怎么样的风电弃风是最优的)，直接解读为“分蛋糕”的分配问题(这个当然也是重要的，但是无疑是第二位的)，将追求效率为基本价值目标的经济议题，变成了一个充满妥协意味的政治议题。

四、体制机制的动态角度。比如缺乏竞争机制，风电事实上在系统运行中在一定程度上给火电让路。部分研究从风电系统成本分摊角度提及了对电网的激励不足，从价格机制角度提及了对电力系统灵活机组的建设激励不足等，这包括 Pei et al. (2015), Zhao et al. (2012)，Kahrl et al.(2011)等。

原标题：【弃风“心结”有“新解”】基于电源灵活系数的风电接入潜力分析

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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