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【电力】国家电网公司促进新能源发展的积极探索和举措

行业资讯网络未知2012/8/20
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一、风电等新能源并网与消纳取得的成就

大力发展新能源是国家的重大战略决策,也是我国经济社会可持续发展的客观要求。近年来,我国风电等新能源快速发展。2012年6月,我国并网风电5258万千瓦,已取代美国成为世界第一风电大国。国家电网调度范围并网风电5026万千瓦,2006年以来年均增长率为87.4%。国家电网成为全球接入风电规模最大、增长速度最快的电网。

2011年国家电网调度范围风电年发电量达到706亿千瓦时,较2006年增长了28.2倍,年均增长96%。2006年至2011年,风电年平均利用小时数为1992小时,2010年达到2095小时,与欧美大体相当。我国风电利用保持了较高水平。

蒙东、蒙西、甘肃、冀北4个地区风电装机超过500万千瓦,占当地总装机比重分别达到22%、21%、20%、26%,风电年发电量占用电量比例分别达到40%、12%、11%、9%,与丹麦、德国、西班牙水平相当。

依靠大电网,蒙东、蒙西风电日发电量创新高。蒙东、蒙西、甘肃和冀北风电日发电量占用电量的比例最高分别达到72%、28%、26%、20%,蒙东、蒙西、甘肃风电瞬时出力占用电负荷比例最大分别达到106%、33%、31%,与丹麦、西班牙相当。我国大电网运行大风电的能力已处于世界领先水平。

2009年以来,我国太阳能发电快速发展。截至2012年6月,国家电网公司经营区太阳能发电并网容量251万千瓦,同比增加5.4倍。发电量15.3亿千瓦时,同比增加5.9倍。

目前国家电网公司经营区域并网太阳能光伏发电分为大型和分散式(金太阳示范工程和建筑光伏一体化)两类。并网大型光伏电站容量约占85%,主要集中在青海、宁夏、甘肃、新疆等省区,接入35千伏及以上电压等级。金太阳示范工程项目主要接入10千伏及以下电网。国家电网公司经营区域并网型金太阳示范项目354个,目前申请并网项目157个,占44%。

二、国家电网公司促进风电等新能源发展的主要工作

一是建章立制、加快建设,保障新能源及时并网

在风电迅猛发展的形势下,国家电网公司针对新能源与电网协调配合的核心技术和关键问题,积极推动建章立制工作,研究制订了《风电场接入电网技术规定》《光伏电站接入电网技术规定》等一系列标准和规范,编制并出版了风电场电气部分典型设计,有效解决了风电等新能源建设没有规范、接入电网没有标准等问题。

面对风电与电网规划前期工作不同步、建设工期不匹配等困难,积极跟踪风电项目进展,主动与风电业主协调配合,超前开展前期工作,在设计力量、施工队伍、物资供应、资金落实等方面优先保障,倒排工期,积极创造条件,千方百计加快风电送出工程建设,尽最大努力满足了风电接入电网的需要。

2006年以来,公司累计投资风电并网工程458亿元,建成风电并网线路2.53万千米,新(扩)建变电站420座,保障了国家及各级地方政府核准的风电项目全部及时并网。

2012年5月,开工建设哈密—郑州±800千伏直流工程、新疆与西北主网联网750千伏第二通道工程,实现新疆哈密、甘肃酒泉风电跨省跨区输送。

二是优化调度、加大跨区跨省输电,千方百计消纳风电

大规模风电的消纳一直都是世界性难题,我国风电资源条件和系统调峰能力与国外差距很大,风电消纳问题更为突出。我国风资源集中、规模大,远离负荷中心,难以就地消纳;而国外风资源相对分散,80%以上的风电接到配电系统,能够就地消纳。

我国风电集中的“三北”地区电源结构单一,以火电为主,且供热机组比重大,燃油燃气及抽水蓄能等灵活调节电源不足2%,调峰能力有限,冬季调峰尤为困难。西班牙灵活调节电源比例高达34%,是风电的1.7倍;美国高达47%,是风电的13倍。

我国解决风电消纳难题的优势在于统一管理、统一调度、全国联网。国家电网公司深入分析风电运行规律,完善调度支撑体系建设,科学安排电网运行方式,充分发挥大电网作用,努力保障风电消纳。

建成了国调、分调、省调一体化的风电运行实时调度监测网络。建成覆盖26个省、全部570座风电场的新能源调度监测网络,实现了风电场与电网互联互通。

在我国风电场还普遍不具备风功率预测功能的情况下,主动开展风电功率预测技术研究与应用,研发了完全自主知识产权的功率预测系统,建成国家电网数值天气预报运行中心。目前风电功率预测系统已在15家省级调度机构部署,预测精度达到85%,达到国际先进水平。

在国网能源研究院设立专门机构,建立风电分析平台,同步跟踪全国和世界主要国家风电运行情况,及时分析比较,掌握风电发展最新动态和调度运行先进做法,持续改进风电调度运行的管理和技术手段。

坚持每天以风电为中心,科学安排调度运行方式,统筹安排火电、水电机组配合运行,最大限度消纳风电。西北电网通过水电补偿风电的出力波动,东北、华北电网优化火电机组运行策略,实时监测供热机组调峰能力。

各级调度协同配合,充分挖掘现有跨省跨区线路输电能力,通过优化一省、乃至多省的运行方式,将在一个地区或一个省消纳困难的风电跨省区调度。西北、东北电网建设了风电功率自动控制系统,每5分钟动态调整风电计划,最大限度利用跨省通道输送风电。

三是积极推动技术进步和产业升级,服务行业发展

我国新能源发展初期,设备制造标准缺失、门槛低,厂商品牌众多。2009年以前生产的风机大都没有低电压穿越等基本功能。国家电网公司在国家和行业标准相对滞后的情况下,加快标准体系建设,研究制定了一系列标准和规范,先后编制修订了28项企业标准,涵盖系统接入、调度运行、并网检测等关键环节,形成了完善的企业标准体系。同时,积极参与风电行标、国标编制,其中,编制行标33项,编制国标17项。

近年来,国家电网公司持续加大科技创新,新能源科技研发累计投入40亿元,开展357项科研项目,在风电接入电网技术、风力发电及控制技术、太阳能发电技术等领域开展了大量研究。

经过几年不懈努力,国家电网公司在新能源技术研发方面形成了一批具有自主知识产权的科技创新成果,促进风机制造技术不断升级,带动了我国新能源创新发展。一是掌握了新能源场站级监控技术,开发了综合监控系统并投入实际运行,实现了风电可观测;二是掌握了风电功率预测技术并广泛应用,实现了风电可预报;三是攻克了风机并网运行控制核心技术,实现了风电可控可调。

国家电网公司投资3.45亿元建成国家风电技术与检测研究中心,具备功率特性、低电压穿越、抗干扰能力等8项完备的风电机组特性检测能力,综合性能居世界第一,为设备厂商提供了一个良好的风电机组并网性能试验和技术改造平台。检测中心建成以来,累计开展现场检测项目222项,其中完成34家风机厂商、75个机型的风电机组低电压穿越测试工作,覆盖并网装机容量3500万千瓦。

国家电网公司投资7500万元建成国家能源太阳能发电研发(实验)中心,具备光伏发电并网的移动和固定全系列试验检测能力,为设备厂商提供机组并网性能试验、认证检测和技术改造平台。

为加强与社会各界沟通协调,共同研究解决新能源发展重大问题,从2008年开始,连续4年组织召开风电工作会议,广泛邀请风电发展相关各方参加,及时通报风电并网、消纳等方面存在的问题,协商、研究解决措施。

通过几年来攻坚克难和扎实工作,我们在风电规划设计、运行控制、调度管理、技术标准等各个方面取得了长足的进步,对风电的发展规律和特性有了更深的认识。我们用5年半时间走过了美国、欧洲15年的风电发展历程,实现了风电从200万千瓦到5000万千瓦的跨越。风电规模从小到大,标准从无到有,技术从跟随到领先,运行控制能力从弱到强,我国风电的发展达到了一个新的水平。风电和电网之间形成了相互促进、良性互动、共同发展的新局面。

三、风电等新能源发展规划目标

2012年7月,国家能源局发布了《风电发展“十二五”规划》与《太阳能发电发展“十二五”规划》,提出了我国2011~2015年风电和太阳能发电的发展目标、开发布局和建设重点。

国家电网公司对风电和太阳能发电“十二五”规划进行了全面深入研究,提出了与风电、太阳能发展目标相适应的电网发展规划。

从局部看,“三北”风电比重已达到20%的较高水平,受市场规模小,调峰资源有限、跨区输电能力不足等因素制约,“三北”地区进一步发展风电面临消纳空间不足的挑战。从全国看,目前风电占电源装机的比重只有5%,中东部地区调峰资源较为丰富,消纳风电的市场潜力未充分发挥。

目前的关键问题是大区之间的联系还很薄弱,还没有形成全国统一的大市场和与之相适应的全国联网能力,难以适应下一步风电大规模发展和在更大范围优化配置的需要。

按照“建设大基地,融入大电网”的发展思路,国家电网公司组织完成了各风电基地输电规划,“先省内、后区域、再全国”安排风电消纳市场,提出了各风电基地省内电网建设方案和区外消纳电网方案,将“三北”风电基地和“三华”电力市场规划为一个整体,为实现我国风电发展目标提供了全面完整的实施途径。

目前,现有大电网配置和消纳风电的潜力已经得到充分发挥,为实现我国风电等新能源规划目标,迫切需要加快建设一批跨区电网项目。特高压交流东纵、西纵和特高压直流酒泉—湖南、哈密北—重庆等工程条件成熟、前期工作深入,起点都在内蒙古、新疆等综合能源基地,既输送煤电,又输送风电。这些工程建成后,将极大地推动我国风电基地的开发和送出,需要尽快启动。

加快发展新能源是我国推进能源结构调整、实现低碳发展的必由之路。新能源的发展需要全社会的关心和支持,需要全行业的沟通和协作。我们相信,在大家的共同努力下,我国新能源一定能够又快又好发展。(作者 张正陵)

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