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电力体制改革带来风电发展新机遇

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行业新闻
2015/04/29
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【摘要】:
我国风电发展已取得瞩目成就,但同时也面临着严重的“弃风限电”问题,导致风电开发不得不转向低风速地区,这些地区尽管没有消纳问题,但可开发的资源非常有限,且面临复杂的开发环境,因此风电发展前景不容乐观。实际上,解决风电消纳问题,不仅需要相关技术措施,更要考虑体制性因素,只有利用市场机制,理顺风电与其他能源发电的利益关系,才能从根本上突破风电发展瓶颈。 一、风电消纳问题的技术解决方案 建设高电压等级、远

我国风电发展已取得瞩目成就,但同时也面临着严重的“弃风限电”问题,导致风电开发不得不转向低风速地区,这些地区尽管没有消纳问题,但可开发的资源非常有限,且面临复杂的开发环境,因此风电发展前景不容乐观。实际上,解决风电消纳问题,不仅需要相关技术措施,更要考虑体制性因素,只有利用市场机制,理顺风电与其他能源发电的利益关系,才能从根本上突破风电发展瓶颈。

 

一、风电消纳问题的技术解决方案

 

建设高电压等级、远距离、大容量的外送通道,被认为是解决大规模风电基地消纳问题的有效途径,但考虑到送出线路的利用效率,通道建设的经济性尚存疑问,且大规模风电波动也会对受电端电网的安全运行带来影响。理论上,建设风电外送通道仅仅改变了风电的空间分布和利用,将局部地区的高风电比例转变为更广大区域的低风电比例,风电的时间波动性并未改变,仍然需要其他能源电力支持,风电在能源结构中的地位无法改变,因此对于优化调整能源结构的作用和意义并不大。

 

解决风电消纳问题最直接的方案是采用储能技术,目前技术比较成熟并得到大规模应用的是抽水蓄能电站,但该储能方案对水源和工程应用场地有特殊要求,不利于大面积推广;其它储能技术方案,如电池储能等,由于成本太高或效率较低,虽然有示范项目投运,但距离大规模电网储能的商业应用尚有较大的距离。

 

另外,国家在解决“弃风限电”问题上做了各种尝试,例如在限电比较严重的地区建设“弃风供热”项目,但由于项目投入与产出比例失调,技术经济可行性较差而难以推广;有些地区采用风火替代交易的方式争取风电的上网电量,但由于利益补偿机制不透明,分配方案复杂,导致发电企业的积极性不高,效果未达预期。

 

二、风电消纳问题的体制性因素

 

实际上,无论是火电调峰,还是风火替代交易,都反映出当前风电发展困境中的体制性因素。在当前电力体制下,对于发电企业来说,发电计划由电网公司制定,上网电价由物价部门核准,只要能够低成本按计划发电,就能保证企业的正常经营和发展。在风电装机规模日益增长的环境中,风电具有优先上网、调度的优势,火电企业往往被迫为风电调峰,企业的利益得不到保证,形成“风火竞争”的利益格局,在冬季供热季节,火电企业自然利用上网优势保证自身的利益,必然导致大规模风电限电。因此,风电目前的发展困境与其说是风电自身特性造成,不如说是当前电力体制的弊端使然。

 

要保证风电等可再生能源的持续健康发展,需要从电力体制改革入手,从国家发布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》不难看出,新的电力体制改革主要是推进电力领域价格改革,推动供求双方直接交易,构建竞争性电力交易市场。

 

在新的电力体制条件下,发电企业与用电方通过电力市场直接交易,发电企业的经营收入将主要依靠长、短期合同和实时电力平衡合同,调峰辅助服务市场将应运而生;在可再生能源装机比例高的地区,发电与用电不易匹配,电力峰谷差拉大,调峰需求越大,调峰服务的市场价值越高,具备较强调峰能力的电厂将获得巨大的调峰辅助服务收益,在市场竞争中占有优势。这样,常规能源与可再生能源的利益不再是矛盾关系,市场利益促使常规发电企业有动力为可再生能源调峰,使原先“风火竞争”转为“风火互补”,从而促进可再生能源的进一步发展。

 

三、电力调峰的技术创新

 

大力发展调峰电源是进一步促进可再生能源发展的重要前提条件,除了抽水蓄能电站以外,常见的调峰电源有水电站,燃气电站、纯凝式火电厂等。水电站具有较好的启停特性,但对于水电资源贫乏的三北地区用处不大;燃气电站具有良好的调节能力和调峰性能,但考虑到天然气供给、价格等因素,燃气电站的发展规模尚需深入研究;纯凝式火电厂具有一定的调峰能力,但存在煤耗增加、排放增加、设备磨损、寿命减少的不利影响,而且我国“三北”地区纯凝式火力发电机组比例小,冬季调峰能力严重不足。

 

以煤为主的能源资源禀赋特点决定了我国以煤电为主的电源结构,调峰电源还需以现有的火力发电厂为基础,结合技术创新,将火力发电厂改造为调峰电厂,使之能够适应电力系统负荷快速波动,具有良好调峰特性,同时又能够优化火电机组调峰煤耗,减少设备磨损,降低调峰排放,而且满足供热需求。

 

根据火力发电厂的电力生产流程和特点,在燃煤锅炉和汽轮发电机之间增加一个高效热储能装置,用于缓冲调峰带来的能量波动,使锅炉运行在稳定工作点,保证煤耗和排放最优。

 

对火电厂进行热储能技术改造,使之成为调峰电站,不仅是一种成本低、效率高、实用性强的解决电网调峰能力不足问题的解决方案,而且对于火电厂自身来说,调峰改造也有利于提高效率,降低成本,增加火电厂的市场竞争力。

 

四、结论

 

当前风电发展的困境不仅仅是可再生能源自身特点造成,更是当前电力体制下形成“风火竞争”局面的必然结果,只有建立起自由竞争的电力市场,通过市场的作用,将火电等化石燃料能源与可再生能源的利益机制理顺,使二者结合起来,形成“风火互补”,创造出有利于可再生能源发展的市场环境,才能保证可持续的能源发展。

 

(张勇,龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司,副总经理,高级工程师

孙继栋,龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司,总经理,教授级高级工程师)

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