1.风电消纳矛盾突出
大规模风电消纳一直都是世界性难题,与国外相比,我国的风电消纳问题更为突出。一是我国风资源集中、规模大,远离负荷中心,如蒙西、蒙东、甘肃、冀北4个地区风电装机总规模占全国的50%,而用电量仅占全国的10%,且难以就地消纳,这与欧美国家风力资源分散、就地平衡为主的发展方式有很大不同。如美国、西班牙等国80%以上的风电是分布式接入10kV及以下电网,规模较小,可就地消纳。二是风电建设速度超出本地区电力消纳能力的增长速度,风电并网规模超出电网外送能力。如2014年送受电力参与平衡后,东北区域电力供应富余仍达到20GW,加之外送能力的不足,这也是造成电力富余的根本原因。三是我国风电集中的“三北”地区电源结构单一,抽水蓄能、燃气电站等灵活调节电源比重不足2%,特别是冬季由于供热机组比重大,调峰能力十分有限。吉林电网最大峰谷差率40%,冬季供热机组占火电比重超过90%,调峰深度只有10%左右。而欧美等国快速跟踪负荷的燃气电站及抽水蓄能比例高,西班牙为34%,是风电的1.7倍;美国高达47%,是风电的13倍。
总之,目前从局部看,“三北”地区受市场规模小、调峰资源有限等因素制约,如果没有外送通道的支持,进一步建设大规模风电场的空间已经很有限。但从全国范围来看,风电仅占电源装机比重约6%的份额。尽管中东部地区调峰资源较为丰富,但消纳风电的市场潜力却未充分发挥。故风电只能就地消纳和平衡,难以在全国范围内优化配置,导致风电资源的严重浪费。
2.风电运行消纳总体情况
在近五年,风电上网电量的增幅一直高于全国发电量的增幅,说明其在各类电源发电量中所占的比例不断提高。2011年时,风电上网电量占全国总发电量的1.67%,到2015年则已占到3.3%。图3-1为2011~2015年我国风电上网电量情况,图3-2为2011~2015年风电上网电量在总发电量中的占比情况。
图3-1 2011~2015年我国风电上网电量情况(www.daowen.com)
图3-2 2011~2015年风电上网电量在总发电量中的占比情况
2013年风电累计发电量达到134.9TWh,同比增长34%,占全社会用电量比例为2.5%。2015年风电上网电量达到了1863亿TWh。2015年的风电上网电量相比于2011年45%以上、2012年40%以上和2013年35%以上的增长幅度,2015年风电上网电量同比增长相差甚远,仅超过了20%。但这已经比2014年的10%的增幅提高了不少。
2013年全国风电平均利用小时数达到2046h;2014年由于自然条件风速降低,所以全国风电平均利用小时数为1893h;2015年因弃风限电等因素,全国风电平均利用小时数为1728h。
依靠大电网,蒙东电网风电日发电量占比分别创历史新高。2013年4月25日5:40,蒙东风电瞬时出力占负荷比例最大达到111%,当时火电运行出力6310MW,风电出力2930MW,当地电网负荷仅2640MW,需外送电力达6760MW,国家电网为风电消纳起到了主要作用。
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