風(fēng)電并網(wǎng)：“小負荷、大電源”的統一調度戰略

我國風(fēng)資源集中、規模大，遠離負荷中心，難以就地消納，同時(shí)風(fēng)電集中的“三北”地區電源結構單一，抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節電源比重不足2%，特別是冬季供熱機組比重大，基本沒(méi)有調峰能力。在這種情況下，我國風(fēng)電聚集地區的風(fēng)電裝機容量和發(fā)電量都超過(guò)了國外先進(jìn)水平。其中，我國統一管理、統一調度的大電網(wǎng)優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮。

目前，我國并網(wǎng)風(fēng)電裝機超過(guò)5000萬(wàn)千瓦，占全國裝機比重約5%，主要集中在“三北”(西北、華北、東北)地區，比重已達20%的較高水平。其中，內蒙古東部(下稱(chēng)“蒙東”)地區風(fēng)電裝機占比達31%，蒙東風(fēng)電日發(fā)電量占用電量的比例最高達72%，達世界先進(jìn)水平。那么，電網(wǎng)在推動(dòng)“小負荷、大電源”地區風(fēng)電消納發(fā)揮了什么作用呢?對此，深入內蒙古東部風(fēng)電最為集中的通遼、赤峰等地進(jìn)行了采訪(fǎng)調查。

風(fēng)電裝機占比最高已超46%

8月中旬，一場(chǎng)大雨過(guò)后，乘車(chē)從內蒙古自治區通遼市出發(fā)一路向西，離開(kāi)市區不久，潔白的風(fēng)機開(kāi)始出現在道路兩旁，隨著(zhù)汽車(chē)在深深淺淺的積水上趟過(guò)，高聳在地平線(xiàn)上的風(fēng)機越來(lái)越多，呼呼轉動(dòng)的葉片與一望無(wú)際的原野形成一道美麗的風(fēng)景線(xiàn)。

先來(lái)到大唐新能源興盛風(fēng)電場(chǎng)，該風(fēng)電場(chǎng)共安裝了32臺1.5兆瓦的風(fēng)電機組，5月初調試完成并網(wǎng)，目前已發(fā)電30余萬(wàn)度。通遼供電公司發(fā)展策劃部主任李文學(xué)說(shuō)：“這只是通遼地區27座并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)中的一座。截至今年6月底，通遼風(fēng)電總裝機容量達350.48萬(wàn)千瓦，較2008年年底增加了340.59萬(wàn)千瓦，占蒙東地區一半多，占當地電源比重約46.53%，為全國最高。蒙東電網(wǎng)規劃的三大風(fēng)電基地中的兩個(gè)——開(kāi)魯百萬(wàn)風(fēng)電基地和珠日河百萬(wàn)風(fēng)電基地都在通遼?？梢哉f(shuō)，通遼地區風(fēng)電從無(wú)到有，從小到大。”

截至今年6月底，整個(gè)蒙東地區風(fēng)電裝機容量達656萬(wàn)千瓦，居國家電網(wǎng)省級公司首位，風(fēng)電裝機占全網(wǎng)裝機比例超過(guò)30%，同比增長(cháng)17.27%。同時(shí)，統計數據還顯示，蒙東地區風(fēng)力資源預測裝機規?？蛇_4000萬(wàn)千瓦以上。李文學(xué)說(shuō)：“按照相關(guān)規劃，未來(lái)我國風(fēng)電裝機的增加主要集中在‘三北’地區，如通遼風(fēng)電裝機遠景規劃就將達1500余萬(wàn)千瓦。”

“除蒙東外，蒙西、甘肅、冀北3個(gè)地區的風(fēng)電并網(wǎng)裝機也已超過(guò)500萬(wàn)千瓦，而國際上風(fēng)電并網(wǎng)裝機超過(guò)500萬(wàn)千瓦的國家只有9個(gè)”，國家電網(wǎng)新聞發(fā)言人張正陵近日表示，“這凸顯了我國風(fēng)電裝機集中在遠離負荷中心、消納風(fēng)電能力有限的‘三北’地區的特點(diǎn)，意味著(zhù)我國不能像美國、西班牙等風(fēng)電資源分散的國家那樣，通過(guò)接入10千伏及以下配電系統就地消納風(fēng)電來(lái)實(shí)現風(fēng)電大規模發(fā)展。”

“小負荷、大電源”的送端型電網(wǎng)

那么，內蒙古東部電力有限公司在推進(jìn)風(fēng)電并網(wǎng)和消納進(jìn)行了哪些有益的探索呢?9月3日，到蒙東地區另一個(gè)風(fēng)電集中地——風(fēng)電裝機達214萬(wàn)千瓦的赤峰市進(jìn)行采訪(fǎng)。從赤峰市出發(fā)向西近2個(gè)小時(shí)來(lái)到該市的百萬(wàn)千瓦風(fēng)電基地，與風(fēng)電基地中孫家營(yíng)風(fēng)電場(chǎng)、大唐東山風(fēng)電場(chǎng)等結伴而立的，是鐵塔銀線(xiàn)架起的一條條輸電線(xiàn)，并向同一個(gè)方向延伸著(zhù)。跟隨這些輸電線(xiàn)，來(lái)到赤峰市楊樹(shù)溝門(mén)220千伏匯集站，看到來(lái)自附近風(fēng)電場(chǎng)的數條輸電線(xiàn)都在這里匯集。

內蒙古東部電力有限公司發(fā)展策劃部規劃處處長(cháng)徐明忻介紹說(shuō)：“這是蒙東電網(wǎng)為解決風(fēng)電并網(wǎng)所建的一個(gè)匯集站，是將附近6個(gè)風(fēng)電場(chǎng)約70萬(wàn)千瓦風(fēng)機組發(fā)出的電力通過(guò)東楊線(xiàn)、烏楊線(xiàn)等匯集起來(lái)，就像小河進(jìn)入到大河道一樣，先通過(guò)楊西線(xiàn)送至赤峰市的負荷中心進(jìn)行消納。”據介紹，蒙東電網(wǎng)通過(guò)500千伏交流和直流并入東北電網(wǎng)，因此蒙東電網(wǎng)的風(fēng)電電力參與整個(gè)東北電網(wǎng)的統一配置。

為進(jìn)一步了解整個(gè)配置過(guò)程，來(lái)到赤峰市電力公司電力調度控制中心，在大屏幕上看到各風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的風(fēng)電通過(guò)楊樹(shù)溝門(mén)220千伏匯集站或“T”接進(jìn)入220千伏線(xiàn)路后，經(jīng)過(guò)西郊變、錦山變等變電站進(jìn)入負荷中心和火電所發(fā)出的電力一起消納，剩余電力則在500千伏青山變電站進(jìn)行升壓，再通過(guò)四回500千伏線(xiàn)路送至遼寧電網(wǎng)，進(jìn)行更大范圍消納。

“我們平時(shí)堅持以風(fēng)電為中心，統籌安排火電、水電機組配合運行，盡可能在保證供電可靠性的前提下最大限度的消納風(fēng)電，”赤峰市電力公司電力調度控制中心陳國龍說(shuō)，“但到了冬季，保供熱是首位，屆時(shí)供熱機組就要大發(fā)、滿(mǎn)發(fā)，因此對風(fēng)電的消納力度自然就小了。”有數據顯示，我國“三北”地區抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節電源比重不足2%，冬季由于供熱機組比重大，基本沒(méi)有調峰能力;而歐美等國快速跟蹤負荷的燃氣電站及抽水蓄能比例高，如西班牙為34%、是風(fēng)電的1.7倍。

在這種情況下，截至今年6月底，蒙東地區風(fēng)電發(fā)電量51.79億千瓦時(shí)，占蒙東電網(wǎng)總發(fā)電量的14.04%，占蒙東全社會(huì )用電量的29.96%，蒙東電網(wǎng)是東北電網(wǎng)內電力消費中風(fēng)電占比最高的省區電網(wǎng)，這些數據指標達世界領(lǐng)先水平。其中，蒙東電網(wǎng)作為“小負荷、大電源”的送端型電網(wǎng)為接納風(fēng)電付出了巨大努力，東北電網(wǎng)為在更大范圍內消納風(fēng)電也發(fā)揮了大電網(wǎng)的統一管理、統一調度作用。

目前外送通道已滿(mǎn)負荷工作

據了解，目前內蒙古外送電能力和輸送電量居全國首位，主要采取500千伏交流和直流。2011年，內蒙古外送電量1243億千瓦時(shí)，相當于湖南省或上海市一年的用電量。其中，蒙西外送823億千瓦時(shí)，主要送往京津唐地區;蒙東外送420億千瓦時(shí)，主要送往東北地區。但同時(shí)，相關(guān)輸電線(xiàn)路已處于滿(mǎn)負荷工作狀態(tài)。

同時(shí)，內蒙古東部電力有限公司相關(guān)人士說(shuō)：“目前一些地方所能消納和外送的風(fēng)電量，幾乎是在現有管理手段、運行機制、調度職權等基礎上能夠發(fā)揮的調節下所能達到的最大限度。”

徐明忻說(shuō)：“一回500千伏輸電線(xiàn)路的最大輸送能力約150萬(wàn)千瓦，而一條±800千伏特高壓直流工程輸電能力可達800萬(wàn)千瓦以上。目前進(jìn)展較快、起點(diǎn)錫林郭勒煤電(風(fēng)電)基地的錫盟—南京特高壓交流工程，輸電能力可達900萬(wàn)千瓦。因此，要從根本上解決風(fēng)電的消納問(wèn)題，需加快推動(dòng)特高壓電力外送通道的建設。”根據國家電網(wǎng)的相關(guān)規劃，有7條特高壓輸電工程的起點(diǎn)都在內蒙古，總輸電能力為6250萬(wàn)千瓦，約相當于2億噸標煤的外運。

張正陵說(shuō)：“要推動(dòng)風(fēng)電的進(jìn)一步消納，需形成全國統一的大市場(chǎng)和與之相適應的全國聯(lián)網(wǎng)能力。按照由近及遠的原則，‘先省內、后區域、再全國’安排風(fēng)電消納市場(chǎng)，統籌風(fēng)電和其他電源建設，將‘三北’風(fēng)電基地和‘三華’電力市場(chǎng)規劃為一個(gè)整體。”