河北省張家口市壩上地區(qū)是聯(lián)合國環(huán)境署評估的風能豐富區(qū),被列為國家風能開發(fā)重點地區(qū)。同時,張家口電網(wǎng)位于國家電網(wǎng)“西電東送”北通道的中間位置,毗鄰京津唐負荷中心,易于消納送出,具備建設世界級大型風電場的條件。2007年7月,經(jīng)國家發(fā)改委批復,張家口建設我國第一個百萬千瓦級風電基地試驗示范工程。按照國家電網(wǎng)公司《張家口壩上地區(qū)百萬千瓦級風電基地一期輸電系統(tǒng)規(guī)劃》,華北電網(wǎng)公司投資15億元用于配套送出電網(wǎng)建設。至2010年9月,提前半年完成配套送出工程,實現(xiàn)百萬千瓦級風電基地一期工程全部并網(wǎng)送電。
在保障風電順利并網(wǎng)送出的過程中,科學技術的推動力不容忽視。
電網(wǎng)風電接納能力研究指導風電健康有序發(fā)展。風電接入比例是指風電發(fā)電容量占系統(tǒng)所在地區(qū)峰荷的比例。為了抵消風電間歇性發(fā)電對發(fā)供電平衡的沖擊,電網(wǎng)中其他電源必須在滿足負荷快速變化的同時,具有足夠的調節(jié)容量和速度。河北地區(qū)燃煤機組比例高達98%,電源調節(jié)容量不足,調節(jié)速度差,電源結構的不平衡是制約風電接入比例的最大因素。根據(jù)中國電科院京津唐電網(wǎng)接納風電能力的研究,在保證系統(tǒng)備用容量的情況下,充分發(fā)揮運行機組的調峰能力,保障了風電最大限度的接入。
風電輸出功率預測系統(tǒng)提高風電運行控制水平。風電功率的準確預測可以減少對系統(tǒng)備用調節(jié)容量的需求,對于確保電網(wǎng)平衡風電波動、減少備用容量和經(jīng)濟運行都將發(fā)揮極其重要的作用。風電輸出功率預測系統(tǒng)利用數(shù)值天氣預報預測風電出力,優(yōu)化常規(guī)機組發(fā)電計劃安排和實時調度,解決了由于風電出力隨機性和間歇性造成的電網(wǎng)調峰調頻問題,可以有效避免“棄風”,提高風能資源利用效率。
電力線路串聯(lián)補償裝置提高電力線路送出容量。通過在電力線路上加裝串聯(lián)電容補償裝置,可以縮短線路的電氣距離,從而提高線路的送出能力。
通過深化科學技術的研究和應用,保障了電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行,從而有效提高了風電并網(wǎng)送出效率,滿足了大規(guī)模風電快速發(fā)展的需要。目前,張家口地區(qū)風電并網(wǎng)容量達到220萬千瓦,已成為我國風電并網(wǎng)容量最大的地級市。預計到2020年,張家口地區(qū)風電裝機總容量將達到1000萬千瓦,推進風電健康有序發(fā)展,還需要特別關注并解決好以下關鍵問題:
一是實現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置。西北、華北等風能富集區(qū)域大都遠離負荷中心,電網(wǎng)消納能力不足,需要進一步深入研究遠距離、大規(guī)模的輸電技術,通過特高壓電網(wǎng)在華東等更大范圍內配置資源,提高輸送效率。
二是提高風電輸電網(wǎng)絡效率。一方面,加快研究大容量儲能技術,在大規(guī)模風電基地建設適當規(guī)模的儲能或抽水蓄能裝置,將不均衡發(fā)電調整為均衡輸送,降低輸電成本。另一方面,根據(jù)不同地區(qū)的不同情況,考慮發(fā)展風—水、風—火,甚至風—光打捆聯(lián)合外送,提高風電專用輸送通道的利用率。
三是高度重視風電機組特性的研究和檢測。建立風電機組研究、試驗、檢測的統(tǒng)一平臺,規(guī)范風電機組產(chǎn)品的型式認證和入網(wǎng)檢測,為風電入網(wǎng)檢測制度的實施提供有效的技術保障。
四是落實可再生能源配套工程資金和政策支持。大規(guī)模風電配套的大規(guī)模風電接網(wǎng)專用工程投資,擠占了常規(guī)電網(wǎng)項目的投資空間,在當前電網(wǎng)工程投資回報體制不明朗的前提下,可能影響相關電網(wǎng)企業(yè)的良性發(fā)展,需要國家給予資金和政策的傾斜。
(曹偉 作者為國家電網(wǎng)華北張家口供電公司總經(jīng)理)
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