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技术因素困扰 规划功能缺失 甘肃风电三大瓶颈待解

2010-11-12 08:00| 发布者: ccbuild| 查看: 179| 评论: 0

摘要:   在中国风电产业连续4年翻番的大好形势下,风电发展较快的地区先后遭遇到发展瓶颈,如何摆脱风电发展的瓶颈束缚成为国内外关注的焦点。   2000年以来,中国风电装机容量增长了74.6倍,是全世界风电发展最快的 ...

  在中国风电产业连续4年翻番的大好形势下,风电发展较快的地区先后遭遇到发展瓶颈,如何摆脱风电发展的瓶颈束缚成为国内外关注的焦点。 

  2000年以来,中国风电装机容量增长了74.6倍,是全世界风电发展最快的国家。尤其是2006年我国《可再生能源法》颁布以来,中国风电装机容量年均增长率高达105%。根据世界风能协会的统计,截至2009年年底,中国风电装机总容量达到2601万千瓦,成为全世界风电装机容量第二的国家。在此背景下,我国部分新建风电场无法并网送电的问题逐步显现。2009年年底,2601万千瓦的风电装机容量中,并网风机仅为1613万千瓦,即使已经并网的风电场也面临限电问题,难以保证风电机组全部正常发电,风电资源丰富的内蒙古、新疆、吉林、甘肃等省普遍感到风电发展遇到瓶颈。 

  与此同时,美国也遭遇过类似的风电发展瓶颈问题,甚至发生了已经建好的风电场被整体拆除的情况。

  风电发展遭遇三大瓶颈 

  一、“送出”瓶颈。甘肃河西电网主网架电压等级为330千伏,全线串联着7座变电所,输电线路全长约1000公里,是目前国内输电距离最长、串联变电所最多的330千伏电网。由于受电网结构的限制,河西电网西电东送的能力仅为70万千瓦左右。考虑到地方小水电占用一部分送出能力以后,根本无法满足现有的100万千瓦左右风电送出需要,酒泉风电基地现在已经遭遇“送出”瓶颈。 

  甘肃省电力公司计划投资90亿元建设河西750千伏双回线路与甘肃(西北)主网相连,全线串联4座变电所,输电线路全长约2X848公里。但经过分析计算,常规河西750千伏电网西电东送的能力仅为180万千瓦,根本无法满足2010年酒泉风电基地计划投产的516万千瓦的风电送出需要。为此,甘肃省电力公司和中国电力科学研究院合作开展了深入的调查研究,将采取国内外最先进的750千伏串补和世界上没有的750千伏可控高抗等多项技术措施,同时通过750千伏电网和新疆电网联网以提高系统稳定水平和输送能力,将河西750千伏电网西电东送的能力提高到318万千瓦。考虑到风电机组发电的同时,就近消纳一部分用电负荷,勉强能够满足94%概率条件下的516万千瓦风电送出需要,仍然有6%的时间需限制风电出力。 

  酒泉风电基地风电装机容量2015年将达到1271万千瓦,2020年增加到2000万千瓦以上,将产生更多的电力电量需要送出,即使不考虑电力电量能否在甘肃消纳的问题,使用常规的交流输电技术无法将电力电量送到甘肃主网,必须依靠全世界最先进的特高压直流输电技术,才有可能解决2015年以后的风电送出问题。由于存在各种不确定性因素,即使采用了全世界最先进的±800千伏特高压直流输电技术,能否有效解决2015年以后的风电送出问题仍然需要进一步研究,未来酒泉风电基地仍然可能存在“送出”瓶颈。 

  二、“市场”瓶颈。2010年年底,酒泉风电基地风电装机容量将达到516万千瓦,年上网电量约103亿千瓦时,2009年甘肃全省统调最大负荷923万千瓦,甘肃省电力公司售电量538.42亿千瓦时,预计2010年全省统调范围内最大用电负荷980万千瓦,甘肃省电力公司售电量620亿千瓦时。 

  甘肃全省用电量最大负荷仅为980万千瓦,要消纳516万千瓦风电,从电力平衡的角度考虑几乎是不可能的。甘肃省电力公司售电量620亿千瓦时中要消纳103亿千瓦时的风电上网电量,虽然从电力平衡看似乎可能,但考虑到面临水电、火电建设项目大批投产,全省用电需求减缓的实际,如果516万千瓦的风电发电量全部在甘肃省内消纳,火电机组的利用小时数将下降到3000小时以下,因此从电力、电量平衡方面考虑,2010年516万千瓦风电在甘肃省内难以消纳,酒泉风电基地还将面临“市场”瓶颈。 

  酒泉风电基地装机容量2015年将达到1271万千瓦,2020年增加到2000万千瓦以上。即使考虑甘肃全省用电负荷以年均10%的增长率增长,从用电平衡的角度考虑,甘肃电网甚至西北电网都难以消纳。2015年以及2020年酒泉风电基地装机容量所对应的风电发电量分别约为250亿千瓦时、420亿千瓦时,即使考虑甘肃全省用电量需求以年均8%的增长率增长,不仅甘肃电网无法消纳,预计西北电网也难以消纳。2015年以后的酒泉风电发电量必须依靠全国的电力市场消纳,由于有关市场问题尚未落实,未来酒泉风电市场仍然可能面临“市场”瓶颈。 

  三、“技术”瓶颈。为了提高风电送出能力,甘肃河西750千伏电网必须采用国内没有、世界最先进的750千伏串补技术,为了克服风电的间歇性、波动性,还必须采用目前世界上没有的750千伏可控高抗技术,750千伏串补和可控高抗等多项最先进的柔性输电技术在局部电网同时使用,开创了世界交流输变电技术的先河。 

  另外,为了适应风电机组间歇性发电的需要,所有风电场升压站均要安装15%~20%的动态无功补偿设备(SVC或SVG),共计需安装动态无功补偿设备总容量70万千乏,串补、可控高抗和动态无功补偿设备等柔性输变电技术在河西电网同时使用,不仅可能产生次同步谐振等问题,还需要综合研究柔性输电的控制策略问题。 


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