企业家论坛(IV)风电并网与消纳——北京国际风能大会展中报道(3)

中国的风电应该说从06年开始,7到8年的高速增长,去年增长速度风电稍微缓下来了,也超过了30%。在这之前我们如果7到8年平均都是风电的年均增速是80%以上,局部地区超过百分之百,这么一个高速增长,装机和发电量都是在同步的增长。应该说我们整个国家,包括电网公司在内,包括在座的各个环节,应该做了很多的工作,为风电的发展做了很多的工作。

但是我们也面临着很大的问题,主要就是两个问题,并网和消纳。为什么中国会很突出的面对这两个问题?在过去几年,很多同事,包括媒体朋友,把中国风电发展数据摆出来,跟丹麦,给欧洲,过美国比,有些数据不如人家,除了增长快,规模大超过人家,其他可能比不过人家。为什么?这与我们中国与风电有关的两个特征有关。

这个特征是我们的硬约束,两个,一个就是我们国家的风资源过于集中在陕北地区。我们现在能源局弄了9个千万千瓦级的基地,西北到哈密,东北到新加坡,7个都在北部。如果我们的开发规模超过了当地的市场消纳能力,这就给电网带来很大的挑战,就需要把市场要扩大,要送出去,这是我们并网面临的中国基本国情。

第二,就是风电作为反调峰的电源,它需要其他电源跟它做调节。风电也要和火电,水电等等配合。陕北都是以火电为主,并且火电里面大部分是热电,热电到了冬天,它是以热定电,基本上不调峰,白天百分之百,晚上90%。风电最好的季节应该是在冬季,并且是晚上,正好和热电是冲突的。这必然给我们带来两个问题,就是并网和消纳的问题,这是硬约束。

再看看我们国家的软环境上面,也是有需要调整和改进的地方。风电作为一种资源,它从规划、建设、运行,整个过程是需要跟与它相关的各个因素要统筹谋划。你风电的规划要和市场的规划要衔接,风电开发的规划要和电网的规划相衔接。但是在前些年很遗憾,我们这方面做得不够,有了风电规划,但是没有明确市场,有了风电规划但是没有电网规划,十二五规划直到现在还没有出台,但是我们国家十二五风电规划都已经颁布了,如果和电网的规划脱节,它带来的问题就是显而易见的。所以就造成了我们这几年风电弃风限电现象很痛心,愈演愈烈,我们也感到很痛心。

从今年的情况看有了一些起色,有了一些好的消息。今年我们有几个数据,我们同期风电的利用小时数比去年上升了,但是后3个月怎么样还有待观察。到现在为止我们的风电利用小时数同比是上升的。弃风的情况与去年相比也是在好转,今年能控制100到150亿之间,整个情况是好转的。

好转的原因我做了一些分析,第一,国家层面从规划布局上,开始进行了调整。今年国家核准开工的风电都在哪些地区,主要在山东、山西,这些地区今年国家能源局核准主要在这些地区,这些地区前期规模小,第二市场规模大。陕北地区,特别是前两年弃风比较严重的地区,能源局做了适当的控制。

第二个原因,我们针对这两年弃风严重的地区,电网公司也采取了很多的措施。一个对没有通道的,我们安排了一些新建的通道。今年6月份还是5月份,国家能源局给我们批复了两条500千伏交流的线路,我们现在正在抓紧建设。这两条线路建设之后,我相信冀北地区弃风的问题会得到比较好的缓解。

说蒙东,这一年多来调度部门对通道上的一些安稳的措施,安稳的设备,也进行了更新改造,通道的输电能力也得到了提高。这几个措施组合起来,使得今年一些地区的弃风情况有所缓解。

主持人:感谢张主任,我们国家的限电问题张主任给了两个因素。我们国家弃风限电两大硬约束,一个负荷中心一个是电源中心的距离问题,在西北我们负荷非常小。第二个是调控能力不足。请两位外国专家思考一下,欧洲和美国是怎么解决这个问题的?

酒泉这个地方有很大的特殊性,而且重大脱网问题比较严重,请汪主任给我们做一下解答。病根在什么地方?

汪宁渤:酒泉是我们国家批准开工建设的千万千瓦风电基地,但是酒泉距省会城市直线距离一千公里,相当于北京到南京的直线距离。因此它的原理复合中心是一大特点。

第二大特点,由于本地区用电量很少,因此电力电量几乎完全外送。

第三,它集中度非常高,在酒泉有一个变电所叫敦煌750变电所,一个变电所目前并网的风电,加太阳能装机容量,达到500万千万的规模。按照规划将达到超过650万,甚至700多万。在全世界范围内仅有的单个变电所集中并网的装机容量超过500万。这就形成了它符合一千公里以外的地区,建设千万千瓦风电基地,并且用一到两三个很少的变电所的集中并网,并入电网,客观上就形成了它的送出、消纳、调峰、系统稳定和控制等等一系列的难题。永远也绕不开的就是送出和消纳问题,这就是我们中国与欧美国家风电发展模式显著的不同的特点。

500多万的风电装机容量达到什么水平呢,比整个丹麦国家的装机还要多。丹麦是著名的风电王国,就是我一个变电所并进来的装机,比他整个国家还多。

第二点,就弃风限电的问题做一点简单的说明,酒泉风电基地2012年1645小时创历史最低,大家都说限电20%多,30%多,实际数据是由四大原因决定的。

第一,去年对酒泉风电基地,乃至北方风电基地都是小风年,如果不是小风年,哪有那么大雾霾。如果北京天天刮大风,雾霾就根本不会。小到至少影响风力发电利用小时接近10%,酒泉接近2000小时,这是第一大影响因素。

第二,是酒泉特有的,但是又不能绕过去。2011年酒泉发生了大规模的脱网事故,导致2012年的时间把3000多台风电机组进行改造,导致很多机组运行数量的减少,影响了利用小时的下降。

第三个因素,由于酒泉形成了100多公里长,20多公里宽的4000多台风电机组的风带,可能对整个风资源影响不大,但是上游风机对下游风机的影响,是国内外根本没有考虑到的。上游风厂比下游风厂发电量大。

第四个因素就是限电。把这四个因素合并在一起,我们完全计算的额度,酒泉风电基地尽管1600多小时,实际限电的小时只有12%到13%的水平。

客观实施使得我们要重新审视我们大规模发展模式引发的问题,关于弃风限电,包括送出消纳这些问题,都要有一个再平衡,再认识。

在整个发展过程中,我们需要不断的分析研究探索解决风电问题,我们国家小风电厂到欧洲都是大风电厂,你到丹麦陆上风电找不着一个5万千瓦的陆上单个的风电厂,在我们国家几乎找不着一个小于4万千瓦的,它必然有很多各个方面严重不一样的地方,谢谢。

主持人:王主任说酒泉这个地方,就不应该搞这么大的基地,这是软约束的问题,所以回去王主任应该去甘肃省发改委反应一下这个问题,这么大规模是不对的,其他问题都不是问题看来。

内蒙是我们国家风资源大省,而且给我们做出了很大的表率,整个风电占全年用电量超过10%。请侯主任给我们介绍一下,内蒙这样的情况,火电为主,送端电网,负荷也不是很充分,也是大规模集中建设,你们是怎么做到这一点的?给我们一些启示。

侯佑华:首先非常荣幸参加这个讨论会。我非常赞同张主任的观点,蒙西之所以风电接纳达到比较高的水平,在很多方面得到的国网的大力支持和帮助。我们蒙西刚接触风电的时候,真正调度部门重视风电的时候,大概在08年底,这时候我们装机容量是130万左右。现在的并网容量已经超过了一千万。我们在接触风电的过程中,发现需要解决很多技术问题的情况下,到现在4、5年的时间,我们装机容量达到了一千万,这个速度发展得我个人认为太快。所以给蒙西电网压力也是很大。

我们从运行到控制这块,对风电的运行研究方面,在国网的支持下,从09年开始,准备要做风电的预测技术。到10年风电预测上线,10年实现了全网的预测。到了11年年底,我们自己的风电系统开始试运行,到12年11月份投入正式运行。技术手段的提高首先是保证电网提高接纳能力的根本。我们某种意义上是风电建在先,我们接在后,这个确实是很现实的问题,很多的技术问题都是他们并网以后才发现了有这么多的问题。我们风电开始是无从下手的,在这种切断下,我们动波动性的电源采取一些弃风的手段是不得以的。

11年蒙西利用小时数是最低的一年,是1912小时,当年的发电量只有不到130亿千瓦时。到了12年,随着我们技术手段的提高,并且在国网的大力支持下,我们发电量达到178亿千瓦时风电的上网电量,2013年1到9月,我们全网的风电发电量达到161亿千瓦时,大概1337亿。

技术的研究是需要一个过程的,不是一蹴而就的。今年我们也发现了很多别的问题,很多的弃风限电并不是完全由于电网调整造成的,很多原因,就是我们风电上网速度与我们电网的建设速度的不匹配,所以引发的线路过载,只能弃风。我们1到6月做过一次测算,占到弃风的40%到50%。其实造成我们中国弃风局面的一个重要原因,很多时候实际是电网建设和我们电源建设的不配套所造成的。

我们蒙西在现有条件下,做好风电的接纳,最主要三个因素,第一,就是要把你的技术装备水平要做上来,风电的控制,预测等等技术,要有专门的技术手段来解决。

主持人:技术再强,用电量是一定的,现在面临一个问题,我们是让火电发还是让风电发,让谁挣钱的问题。弃风限电这个问题占了多大的比例?你们在这个过程中有什么困难?把火电压下去,把风电抬上来。

侯佑华:这两年我们公司,11年的时候我们售电量1200亿,今年大约是1320亿,就是增长100亿多一点,其实我们并没有压住火电,只是把增加的电量全部给了风电。

从我们角度一线的感受来说,作为发电公司来说,发电公司特别希望他的火电和风电都要很好的发电,可能在某些时段的时候,他更愿意发火电而不愿意发风电,效益不太一样,存在这个问题。

另外一个问题,火电和风电我们国家给发电年度计划中,也都是按照比例来给的,是慢慢逐年提高的趋势。在这种情况下,我们内蒙并没有把火电都转给风电。但是这两年我们在运行过程中,也感到比较大的压力。近几年火电电量没有增长,增长的都是风电电量,这样火电公司的压力也是比较大的。

主持人:谈到各省计划电量的问题,是明摆着的实施,这是制约风电消纳很大的瓶颈,这也是电网公司很大的苦衷,这是体制上的限制。

下面请两位国外专家谈一下,技术上,经济上,你们的经验来看,对风电并网有没有不可愉悦的障碍,市场机制的建立,对灵活电源潜力的调动,对并网消纳能产生多大的作用?你们从欧洲和你们的研究成果进行一下总结。

Hannele Holttinen:从投资和运营成本来讲,可再生能源和风电更贵的话,带来的发电总成本肯定会更高。如果你只看运营成本,可能这个时候运营成本会低一些,你需要多少人去维护电场。当你把风电并入并网的时候,它根本没有这种运营成本,或者说成本非常低。风电的运营成本会使整个成本降下来。

我们只看运营成本的话,就是来自于现在的价格水平,我们没有考虑投资成本,我们只是看现有电厂,如果我们把给多的风并入并网,增加风的比例,我们认为运营成本是会下降的。在欧洲这也是原因之一,就是为什么可再生能源和风能被看作是非常有价值的能源来源,我们有政策目标,就是要减少化石能源的使用。现在已经有市场,或者说还没有风电市场,我们都会有针对于风电调度的有限侧重。因为风电或可再生能源是清洁的,它不会产生任何的二氧化碳排放,所以是调度的重点。

我听到中国的五年计划也觉得非常有意思,其实中国的五年计划在促进风电发展方面非常成功,而且也提出了非常好的提议。对于电网也应该有五年计划,或者说让市场从运营的角度来讲,消纳风电也应该有五年规划,我觉得这是非常好的提议。

在欧洲我们也看到一些弃风现象,主要因为电网的进展太缓慢了。它只是一种暂时性的弃风,因为只要你努力了,你发现问题,并且努力改进电网,这个弃风问题就会得到解决。

我从中国的讨论当中也可以看出来,中国的弃风问题也在得到改善。并不是说你要和丹麦比,而是要和美国的德克萨斯,他们也建立了大型的电厂。

当你有了风电运行的时候,你就想要尽可能的消纳风电,这就意味着在有的时候热电厂,或者煤电厂要必须减少发电。

在欧洲当风电在调度当中享有优先地位的时候,热电就要减少发电容量,他们没有别的选择。尽管他们可能能够发出更多的电,有的时候就需要关闭他们,或者有的时候需要重新启动他们,他们不喜欢这种状况,所以他们就进行了改装,改变了最低的发电容量,降到现有容量的10%。当风不是很强的时候,他们就可以迅速的补上缺口。随着时间的推移,电厂的运营将会进一步改善。

Sebastian meyer:我再说一下初始成本的问题,这和时时运营和不同的成本有关。现在燃料风险和煤炭有关,燃料风险是新能源没有的。中国的这些电厂也都知道,这是一种稳定的能源系统,从供应和成本上都是比较稳定的。从长期来讲,从经济发展来讲,这都非常重要。

有一些能源是来自于可再生能源,它没有风险,但是可能在今后会变得越来越昂贵,这是非常重要的一点。

主持人:谢谢两位专家。最近我们也在学习国外的经验,我们也翻译了一本欧洲的关于并网研究的报告,从这些报告结合我们实际,就技术问题相比,市场机制的建立,对风电影响更大。这不仅是中国的问题,在欧洲的报告也是明确阐述了,阻碍风电上网并不是因为风电波动性不可调控,更主要是电力体制机制阻碍造成的。

一谈到机制体制可能电网公司,开发商都不好意思说,包括我们国家不合理的计划电量的体制。风电不是优先上网,火电是被保证的,要有发电量计划,反而不是火电给风电调控让路的情况。电力体制的改革可能是一个很重要的问题。

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