青海省風(fēng)電發(fā)展有關(guān)問(wèn)題的研究

摘要：針對(duì)青海省風(fēng)電開(kāi)發(fā)專題開(kāi)展工作，通過(guò)青海省風(fēng)資源及開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題介紹，旨在對(duì)青海省風(fēng)電開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能出現(xiàn)的相關(guān)方面問(wèn)題進(jìn)行有益的探討，以促進(jìn)青海省風(fēng)電的有序開(kāi)發(fā)和健康發(fā)展，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少常規(guī)化石燃料發(fā)電排放、改善自然生態(tài)環(huán)境提供一定的建議和幫助。

關(guān)鍵字：風(fēng)資源;高電壓穿越;消納能力;

中圖分類號(hào)：TK8? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 前言

青海省位于我國(guó)西北腹地、青藏高原的東北部，由于受太陽(yáng)輻射、季風(fēng)環(huán)流及地理環(huán)境等因素的綜合影響，形成了獨(dú)特的高原大陸性氣候。

青南高原東南部的河谷地帶及東部河、湟谷地，年平均風(fēng)速大多在2米/秒以下。其中，同仁和互助兩地為1.5米/秒，玉樹(shù)為1.1米/秒，是全省年平均風(fēng)速最小的地方[1]。

青海省風(fēng)能資源分布情況如下：

1）年平均風(fēng)功率密度<50W/m2區(qū)域：主要分布在青海省唐古拉山以東大部分地區(qū)，該區(qū)域面積估算約為439659km2，占全省總面積的61%。。

2）年平均風(fēng)功率密度在50～100 W/m2區(qū)域：包括青海東部的循化、青海湖西北部的江西溝、茶卡、柴達(dá)木盆地的察爾汗、諾木洪以及唐古拉山以西除沱沱河以外的地區(qū)。該區(qū)域面積估算約為252454km2，占全省總面積的35%。

3）年平均風(fēng)功率密度在100～150 W/m2區(qū)域：位于以沱沱河為代表的唐古拉山南部地區(qū)，該區(qū)面積約為27888 km2，占全省總面積的4%。

2 青海省風(fēng)電發(fā)展面臨問(wèn)題

2.1 高海拔氣象條件對(duì)風(fēng)力發(fā)電的影響

一是空氣密度低，同樣風(fēng)速下的發(fā)電量大幅下降，設(shè)計(jì)院計(jì)算比平原地區(qū)要下降40%左右，海拔高度超過(guò)3000m的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還需要做進(jìn)一步的研究，目前建議提高風(fēng)機(jī)的輪轂高度以提高發(fā)電量。二是高海拔造成風(fēng)機(jī)發(fā)電設(shè)備冷卻能力下降，需要采取新的技術(shù)。

2.2青海省風(fēng)電的統(tǒng)一規(guī)劃和有序開(kāi)發(fā)問(wèn)題

由于對(duì)風(fēng)能資源掌握的不夠詳細(xì)，目前青海省的風(fēng)電規(guī)劃和風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)不同程度地存在“兩高一低”現(xiàn)象，即：過(guò)高估計(jì)區(qū)域風(fēng)電可開(kāi)發(fā)容量，過(guò)高估計(jì)風(fēng)電場(chǎng)利用小時(shí)數(shù)，過(guò)低估計(jì)風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響。

青海省風(fēng)電規(guī)劃由各地區(qū)政府主導(dǎo)。在地方政府和風(fēng)電投資企業(yè)的積極推動(dòng)下，各地的風(fēng)電規(guī)劃規(guī)模主要依照當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源情況確定，盲目求大，并不考慮風(fēng)電的送出和電網(wǎng)消納的能力問(wèn)題，與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃嚴(yán)重脫節(jié)。

2.3電網(wǎng)接納大規(guī)模風(fēng)電的運(yùn)行管理問(wèn)題

風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性和負(fù)荷率低、反調(diào)峰等特點(diǎn)。電網(wǎng)能夠承受的風(fēng)電裝機(jī)容量，與所在電網(wǎng)的系統(tǒng)規(guī)模、電源結(jié)構(gòu)和布局、負(fù)荷特性等密切相關(guān)。風(fēng)電的反調(diào)峰特性，將會(huì)加劇電網(wǎng)的調(diào)峰能力不足矛盾;風(fēng)電的隨機(jī)、間歇特性，還將對(duì)電網(wǎng)的電力平衡、電壓穩(wěn)定、電能質(zhì)量等產(chǎn)生較大影響。因此，必須針對(duì)性地研究問(wèn)題、加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響。

2.4風(fēng)電機(jī)組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

風(fēng)電機(jī)組的有功和無(wú)功調(diào)節(jié)性能、低電壓穿越能力、頻率響應(yīng)能力，都將對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。因此，必須統(tǒng)一風(fēng)電機(jī)組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行、風(fēng)電可靠并網(wǎng)的需要。

2.5 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)管理問(wèn)題

1）多數(shù)風(fēng)電機(jī)組無(wú)法提高模型參數(shù)，大部分風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)都沒(méi)有通過(guò)高電壓穿越測(cè)試。

2）不能進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)有效發(fā)電出力預(yù)測(cè)，給電力系統(tǒng)各類電源的調(diào)度運(yùn)行方式、無(wú)功和電壓調(diào)節(jié)方式等帶來(lái)很大的壓力。

3 相關(guān)建議和意見(jiàn)

青海省可用風(fēng)能儲(chǔ)量較大的地區(qū)是青南地區(qū)西部、柴達(dá)木盆地和青海湖周?chē)?。但青海省屬高海拔地區(qū)，空氣密度小，在同樣風(fēng)速下產(chǎn)生的風(fēng)能密度也較平原地區(qū)小30%左右，開(kāi)發(fā)適用于高海拔地區(qū)風(fēng)資源特性的風(fēng)電機(jī)組迫在眉睫。

開(kāi)發(fā)青海省風(fēng)資源可結(jié)合電力發(fā)展規(guī)劃和風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，選擇風(fēng)能資源豐富、上網(wǎng)條件好的場(chǎng)址，在風(fēng)能資源和上網(wǎng)條件允許的前提下，以追求項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，選擇適宜的裝機(jī)容量。具體建議如下：

3.1加強(qiáng)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的統(tǒng)一規(guī)劃與協(xié)調(diào)

由于青海省大規(guī)模開(kāi)發(fā)的風(fēng)電，當(dāng)?shù)刎?fù)荷較低，無(wú)法就地消納，需要運(yùn)距離外送，風(fēng)電的開(kāi)發(fā)規(guī)模不僅取決于風(fēng)能資源和建設(shè)條件的優(yōu)劣，更取決于風(fēng)電的受電市場(chǎng)、消納能力、輸送方式等因素。

因此，應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)電開(kāi)發(fā)與電網(wǎng)建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃，積極支持電網(wǎng)參與風(fēng)電規(guī)劃的制定，建立風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)與電網(wǎng)前期規(guī)劃的信息溝通機(jī)制;要統(tǒng)籌考慮風(fēng)能資源、電網(wǎng)消納能力、受電市場(chǎng)、電網(wǎng)輸送能力等因素，做到風(fēng)電開(kāi)發(fā)和電網(wǎng)建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的科學(xué)有序發(fā)展。

3.2突出青海省風(fēng)電政策的研究與引導(dǎo)作用

規(guī)范風(fēng)力發(fā)電的項(xiàng)目管理，避免項(xiàng)目拆批、風(fēng)電無(wú)序開(kāi)發(fā)、電網(wǎng)配合困難現(xiàn)象的出現(xiàn);必要情況下允許要求風(fēng)電參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻;確定合理的風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)和接網(wǎng)費(fèi)用補(bǔ)貼。

3.3高度重視風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)管理工作

1）發(fā)展大型風(fēng)電基地，需要加強(qiáng)風(fēng)電輸電規(guī)劃的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。要在開(kāi)展電網(wǎng)消納風(fēng)電能力研究的基礎(chǔ)上，由公司統(tǒng)一組織相關(guān)網(wǎng)省公司開(kāi)展大型風(fēng)電基地的輸電系統(tǒng)規(guī)劃工作，開(kāi)展風(fēng)電輸電方案、輸送模式、輸電規(guī)模、風(fēng)電與其他電源打捆外送的配比等方面的綜合研究，確保規(guī)劃的科學(xué)性、系統(tǒng)性;

2）在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展具體風(fēng)電項(xiàng)目的接入系統(tǒng)方案論證工作，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)層面上優(yōu)化接入方案，確保風(fēng)電與電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行。

3）建立風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)認(rèn)證和檢測(cè)制度，嚴(yán)格執(zhí)行風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的技術(shù)要求，最大程度地提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。

4）對(duì)滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)電場(chǎng)要及時(shí)安排建設(shè)送出工程，按時(shí)接入電網(wǎng)，并根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行的相關(guān)條例、規(guī)定，做好風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理工作。

3.4 加強(qiáng)風(fēng)電與儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展的研究工作

建設(shè)儲(chǔ)能電站是提高電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電消納能力、確保運(yùn)行安全的有效手段。

要使儲(chǔ)能電站有效促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電的發(fā)展，必須建立有利于儲(chǔ)能電站發(fā)展的相關(guān)機(jī)制，在電力市場(chǎng)尤其是輔助服務(wù)市場(chǎng)尚未建立、輸配電價(jià)機(jī)制尚不完善的情況下，應(yīng)按照“誰(shuí)受益，誰(shuí)負(fù)擔(dān)”的原則，建立合理的儲(chǔ)能電站投資回報(bào)機(jī)制，儲(chǔ)能電站的建設(shè)、運(yùn)行費(fèi)用應(yīng)由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和用戶合理分?jǐn)偂?/p>

建議由國(guó)家足額核算儲(chǔ)能電站的投資回報(bào)、經(jīng)營(yíng)成本和電網(wǎng)輸電成本，建立有利于儲(chǔ)能電站健康發(fā)展的兩部制電價(jià)機(jī)制，并統(tǒng)籌納入銷售電價(jià)進(jìn)行疏導(dǎo)。

3.5 實(shí)現(xiàn)電源項(xiàng)目打捆外送，提高輸電通道利用能力

1）青海省柴達(dá)木地區(qū)風(fēng)能資源豐富，環(huán)?？臻g大，土地廣闊，水資源充沛，具備將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的條件。加快這些地區(qū)的水電基地開(kāi)發(fā)，打造青海省風(fēng)電基地，是實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變的根本途徑。

2）為保證青海省柴達(dá)木地區(qū)風(fēng)電的大規(guī)模開(kāi)發(fā)、外送和消納，必須研究風(fēng)電、水電打捆外送的配比問(wèn)題，構(gòu)建合理的交直流聯(lián)合外送輸電格局，解決不同電源、電源與電網(wǎng)、交直流電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行和控制問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化風(fēng)電與風(fēng)電、風(fēng)電與水電的出力曲線，與受端電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電源布局、負(fù)荷特性和調(diào)峰能力的統(tǒng)籌考慮，最大限度的利用能源資源，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

參考文獻(xiàn)

1.高超，賈婭婭，劉慶寬. 我國(guó)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景[C]. 第27屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議， 2018.10

2.呂文春，馬劍龍，陳金霞等.風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及制約瓶頸[J]. 可再生能源， 2018年.08

3.謝國(guó)輝，何永勝，王卿然.中國(guó)東中部地區(qū)風(fēng)電發(fā)展前景分析[J]. 中國(guó)電力， 2018年.03

作者簡(jiǎn)介：祁海全（1974），男，工程師，主要從事新能源、離網(wǎng)獨(dú)立光伏、電力系統(tǒng)等方面的研究工作。