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金风科技董事长 武钢:新能源要承担新型电力系统安全运行责任

2022-09-23 08:44来源:中国能源报作者:董梓童 苏南关键词:新型电力系统新能源金风科技收藏点赞

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近年来,我国可再生能源产业发展迅速,装机规模稳步扩大,发电量稳步增长。国家能源局的统计数据显示,2022年上半年,我国可再生能源发电新增装机5475万千瓦,占全国新增发电装机的80%;截至2022年6月底,我国可再生能源发电装机量达11.18亿千瓦;上半年,全国可再生能源发电量达1.25万亿千瓦时,可再生能源持续保持高利用率水平。

随着“双碳”目标的提出,可再生能源发电占比将不断提升,高比例新能源并网对传统电力系统提出新挑战。为适应未来电网的新需求,保障电网运行的安全性和可靠性,必须构建新型电力系统。这不仅需要电网侧技术升级,发电侧也需要研究主动支撑技术,提升电网稳定性。近日,本报记者就上述问题专访了新疆金风科技股份有限公司(以下简称“金风科技”)董事长武钢。

■■■多能互补是有力抓手

中国能源报:从可再生能源企业的角度来看,您认为我国构建新型电力系统的主要途径是什么?

武钢:构建新型电力系统是我国实现碳达峰碳中和目标的重要支撑。目前我国电网系统发展水平已走在全球前列,形成了安全、稳定、可靠的电网。但是,实现“双碳”目标,要大力发展可再生能源,预计到2060年,我国约80%的能源将来自可再生能源。鉴于可再生能源发电的不确定性等特性,要实现该目标任务艰巨。

不同国家国情不同,电网也呈现出不同的特征。我国地域广阔,各地拥有的能源资源性质不一,资源分布不均匀,且各地经济发展水平差距明显,能源供需不平衡。在此背景下,我国建设了跨度最大的电网,形成了完善的基础设施,为构建新型电力系统打下了良好的基础。

要构建新型电力系统,最重要的是解决大规模可再生能源电力对电网带来的扰动和对电网安全运行的影响。这也是近年来能源产业一直在思考、研究并希望攻克的难题。我认为,多能互补是解决上述问题并助力新型电力系统构建的重要途径。虽然可再生能源将成为能源电力供给的主力军,但其仍需要支撑性和调节性电源。未来新型电力系统会呈现多样化的发展特征,不管是煤电清洁化利用还是电化学储能等新型技术,均是目前业内正在积极进行的探索,且已掌握一批技术。

值得注意的是,今年国家能源局提出“十四五”期间要推动可再生能源基地建设并设立九大清洁能源基地示范项目。在西北新能源资源富集地区,科学规划、布局一批以新能源为主的电源基地和电力输送通道,实现新能源电力全局优化配置,积极推进多能互补的清洁能源基地建设。其中,包括“风光储一体化”基地、“风光火储一体化”基地、“风光水储一体化”基地、“风光水火储一体化”基地及海上风电基地多种类型。由此可见,多能互补的大型能源基地将成为构建新型电力系统的重要抓手。

■■■需打造智能风机、智能风场

中国能源报:为助力构建新型电力系统,可再生能源企业需要开展哪些工作?

武钢:上个世纪末,金风科技就开始在风电领域探索。此前,可再生能源产业处于技术研究发展阶段,尚未形成大规模装机。同时,过去可再生能源的目标是单纯的输出合格电能且并入大电网。

随着可再生能源产业发展不断成熟,装机规模持续增长,其对电网的影响也逐渐显现,电力系统安全稳定运行的风险越来越高。当然,在可再生能源发电占比增加的情况下,这一问题不可避免。同时由于新能源发电存在一定波动性和间歇性,在负荷峰值段和异常天气时段出现电量缺口时,如何应对电力供需实时平衡是需要深入思考、解决的痛点。

可再生能源产业内部已深刻理解和认识到这一情况。目前业内已达成共识,在输出合格电能并入大电网的同时,还需对电网提供主动支撑,保证电力系统安全稳定,提升新能源电力消费比例。近年来,面向新型电力系统的新需求,金风科技联合国家电网公司在提升风电设备主动支撑电网等能力方面开展了多项探索性研究和实验工作。希望可以打造电网友好型风机,自身承担对电网安全运行的责任,对电压、频率起到有力的支撑作用,实现电源侧设备跨越式发展。

中国能源报:对可再生能源企业而言,要打造友好型风机,承担电网责任,还需做哪些努力?

武钢:要达到这一目标,就要努力将可再生能源及数字化技术与电网新的需求深度融合,打造会思考的智能风机、智慧风场。简单来说,就是实现风机智能化发展,不仅可以自适应外部环境的变化,保证出力最大化,还可以实现自我诊断和检修。

能源供给系统是一个生态环境,希望上下游产业链实现相互协同、配合、支持。随着智能化技术进步,统筹协调并不只是电网的事,电源也要承担一份责任,主动去应对电压、频率波动,维持电网安全稳定可靠运行。当然,这是一个庞大的系统工程,需要联合多方力量,供给侧、消费侧、技术、体制机制四方面要同步高效配合,互相促进新型电力系统构建和产业发展。

■■■风电将加快技术迭代

以提升竞争力

中国能源报:在新目标、新要求下,您觉得未来风电产业将如何发展?

武钢:产业发展离不开技术进步。风电技术的发展道路永远没有尽头。随着工业技术的进步与发展、风机单机容量的不断提升,单位面积上的发电能力越来越强。这是目前风机技术进步的主要表现之一。

与传统一次能源不同,可再生能源发电设备单体装机规模小,分布较为分散。在庞大的潜在装机规模下,土地资源是要考虑的关键因素。因此,为最大化利用土地资源,最高效地利用风能并将其转换为清洁电力,研发占地面积更小、单体容量更大的风机是风电技术研发的方向之一。

占地面积越来越小,意味着塔架高度越来越高。经过近年来的发展,风机距离地面的高度已经从原来的20米—30米提升到目前的160米—180米。叶轮直径也从原来的20米—30米提升至超200米,目前扫风面积相当于6个—7个足球场。单体风机容量也较最开始增加了40倍。随着技术的不断进步,未来单体风机的发电效率和供电能力将不断增强。

为更高效地利用优质风能,海上风电是目前风电企业重点布局的方向之一。与陆地相比,由于地形不同,且没有建筑物和植被遮挡,海上风电发电平均小时数、风速更高,因此是潜在的开发热点地区。但是,海上风电开发的挑战远高于陆上风电。如果在海水深30米—40米的位置安装风机,打桩则要打到海床以下60米—70米深。除技术施工上的难度外,海上风电项目的工作窗口期也较陆地短,对天气要求较高。

不管是陆地还是海上,我国风能资源储藏量十分丰富。参与开发相关市场的企业也越来越多,在全行业的共同努力下,未来我国风电技术将持续发展,带动成本下降,为碳达峰碳中和目标贡献力量。


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