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摘要:风力发电是我国目前最成熟的发电技术之一,而且风能也是一种清洁能源并且可再生,我国目前的技术已经能支持风力发电规模化开发,但是目前风电接入电网也会给电网安全带来一定的挑战,所以需要根据当前中国发展的特点,制定针对性风力发电措施,突破目前风力发电存在的问题,解决风电消纳关键问题。
关键词:风力发电;消纳;政策措施
目前我国的风力发电技术已经成熟,但是也有一部分关键问题还需要得到有效的解决,才能促进风力发电的更好的发展。我国传统的发电技术对于环境影响非常大,风力发电能增加中国的新能源供应,而且风能的清洁性和可再生性,都能减少我国的环境污染和大气污染。我国的风能资源丰富,所以可以实现风力发电的规模化、商业化开发,但是针对目前存在一部分问题还需要结合其他国家先进的经验和技术做好针对性解决,其中风电在电源结构中比例增加,对风电系统的安全稳定运行影响也会增加,风电消纳已经成为关键问题,所以需要结合当前我国技术现状并且结合外国先进经验,不断调整,以促进风电技术发展。
一、影响风电消纳的主要因素
(一)系统调节能力
风电消纳是在我国风电发展中急需解决的问题,风能虽然是清洁能源、可再生资源,但是存在一定的问题,就是风能是间歇的、波动的,这两特点就为风能系统调节带来了一定的挑战,因此能源结构的稳定在很大程度上影响着风电系统消纳。根据我国风电年出力的特性来看中国大部分地区的风电出力大多集中在春季、冬季,从日出力来看,大多集中在白天,这些都给风电大规模接入风电系统造成了一定的压力,在接入风电系统中需要保证电力的稳定运行,但是风能的不稳定就是一种严峻的挑战。
(二)电网输电能力
风电的随机性和间歇性都会给风电接入电网系统造成一定的困难,所以需要通过提高电网运输能力,扩大风电运输平衡。还需要了解不同四五的峰值用电,错峰运输,消除大风顶出力波动带来的不稳定影响。中国风电最富足的地区就集中在“三北”地区,大部分省份都处于规模较小、负荷水平低的状态,所以这些都是影响风电消纳的主要因素,所以需要在电源结构中调整峰值能力,实现跨区风带运输。
(三)风电并网技术
风电并网技术是会影响风电大规模接入风电系统后的安全稳定的,也是影响风电消纳的重要因素,中国风力发电起步较晚,也没有风电完整的风电标准,而且在一些技术上也不是很成熟,大型设备大多数也都是靠外国引进,但是中国风电并网技术并不成熟,所以在大规模接入电力系统中会出现不稳定等问题,同时也会给风电系统带来安全隐患。
(四)风电调度运行水平
合理进行系统电源的运行模式安排,是做好封顶调度管理工作的关键,能够实现风电电量的最大化消纳。实施风电运行体制的建册和风电功率的预报测量,也是调度风电优化调度的前提基础。2006年西班牙成立了可再生能源电力控制中心,是世界上第一个电力能源调度中心,对风电厂运行的综合数据做出了统计和分析整理,将风电的运行调度实现了数据化系统化的统筹。
二、风电消纳应对措施
(一)加强跨区电网和调峰电源建设力度
影响风电消纳最主要的因素有两个:其一是风电系统调节能力,其二是电网输电能力。所以为了满足现在大规模用电就必须尽快加强调峰电源建设。
目前我国东北地区、华北地区、西北地区等几个地方风电消纳能力不足,所以要想大规模利用风电技术,解决风电消纳问题就需要加强跨区电网建设,将东北、华北、西北三个地方的风电运输到中东部负荷中心,充分发挥几个地区不同的优势,让风电能有效消纳。目前中国初步规划2020年要实现风电装机容量要达到150GW以上,还需要在吉林、蒙古、河北、甘肃、新疆、江苏、山东等几个地方建立千万千瓦级风力发电基地,但是目前我国也有好几个省份虽然具备大规模风力发电的条件,但是受到部分因素制约,都无法实现在本省或者本区域内进行消纳,还需要跨省运输,所以我国需要制定风电开发和统筹消纳方案,能将各省都进行风电消纳的有有效优化,解决风电消纳关键问题,提前考虑好配套电网送出共工程建设,还需要做好调峰电源建设,保证风电和电力系统能协调发展。
(二)大力突破风电并网调度运行关键技术
影响风电消纳的关键因素就是风电并网调度技术水平,为了保证中国大规模风电技术接入电网系统后能安全运行,还需要加强风电功率预测、风电场监控、风电场有功和无功的控制、风电机组故障穿越等关键技术的研究和推广应用。
对于加强风电场功率预测应该注重研风电功率预测模型,还需要建立高精度书籍天气预报生产系统,这种才能加强对风电功率的精准预测,建立风电功率预测模型是为了更好研究风力,提高风力预测精准度,做好风电系统的优化。做好风电场监控,需要根据相关标准,加强全方位对风电场的监测,保证数据的准确性,这样还能保证风力监测系统的完善。加强风电场的监控需要电网调度部门提供支撑,促进风电场建立和监控系统的完善。加强对风电场有功控制,需要从开展风电机组有功功率在线调节技术研究开始,同时还需要结合风电功率预测信息做好风电场有功优化控制,这样就能从两更方面事项对风电的有功控制。加强对风电机组的无功控制需要着重研究风电场对电网无功支撑能力,在对风电场无功支撑研究基础上还需要充分利用风电场内的各种无功能源,找到能有效合理优化的控制策略,实现对风电机组的无功控制。对于一些千万千瓦级的风电基地也需要从电压无功补偿和控制系统着手研究解决方案,才能增强风电基地的稳定。最后就是风电机组故障穿越,这就可以从提高风电机组、抵御故障时的低电压、高电压着手,通过安装附加装置,提高风电场的安全稳定运行,还可以通过改进控制手段提升风电机组在故障期间能支撑电力系统安全稳定运行。
(三)完善风力发电的政策措施
风力发电在我国电力系统中占有非常重要的位置,所有要解决风电消纳问题就需要完善风力发电配套政策,保证风力发电能从技术上和经济层面获得一定的支持。目前制约我国风电最大的消纳因素就是技术层面和经济层面的补偿机制并不符合规范,所以需要从以下几方面完善风电发展措施,第一就是建立并且完善风电设备、并网、检测、调度管理等几个方面的标准,规范风电设备制造、并网接入、调度运行等几个方面相关体系,以提高风电技术管理水平;第二就是要建立完整的风电配套输变电工程,还需要建立完整的跨区交易调节补偿机制,完善跨区交易和调节补偿机制是为了提高电网企业接入工程的积极性,这些是通过鼓励负荷中心消纳区外风电让电网企业加强对接入工程的积极性,还可以通过对常规电源以及风电调峰提供合理补偿,提高电网企业建设配套设备。第三就是制定合理的电价政策,需要合理制定电价,保证发电侧和用电侧均能处于一个公平的电价政策之上,价格合理才能有效解决跨区输电问题,解决电力消纳问题,电力价格还能关系到用户用电,虽然风力发电已经比较成熟,而且我国目前也不缺少电力,但是制定合理价格也能有效调节用户用电习惯,减少不必要的浪费,进而鼓励用电方使用低谷电力,从而解决风电消纳问题。
结束语:风力发电对于我国的电力工程具有很重要的作用,促进风电消纳问题的解决有利于大规模改善风力发电目前的情况,实现跨区调整风力发电。对于风力发电需要严格根据相关标准,制定解决措施,实现各地区都能用电,保证风力发电能稳定运行。我国目前一直相较国外存在一定的风电技术和管理水平相对落后,所以改变目前风电情况是迫切需要,以促进我国更好发展。
参考文献:
[1]陈红岩,闫荣艳.风电消纳关键问题及应对策略研究[J].电力系统装备,2019,(17):34-35.
[2]李钦龙.影响风电消纳能力因素及解决途径的探讨[J].数字化用户,2018,24(45):66.
[3]张岳,王京.影响风电消纳能力因素及解决途径的探讨[J].内蒙古科技与经济,2018,(9):74-75.