新能源發(fā)展探討（專論）

　　（5）值得一提的是，2010年有企業(yè)在蒙西達茂旗某個大的風電場附近做了個試驗。在一座35千伏配電變電站墻外建設了4臺1.5兆瓦風電機組，直接接入用電端。經過一段時間運行，結果令人振奮。這4臺風機因無需建設場內送變電工程，造價比相鄰風電場低1300元/千瓦，節(jié)省建設投資16％。風機日常出力與變電站平均負荷相當，發(fā)電量直接消納，不用升壓返送，直接替代了煤電供電量。特別是由于接入電壓等級很低，對蒙西電力系統(tǒng)運行主要參數沒有影響，從未出現“被棄風”情況，折算年發(fā)電利用小時數達2500左右。而在其不遠處以220千伏電壓接入高壓系統(tǒng)的大風場，時有棄風限電，發(fā)電利用小時數明顯低于試驗機組。
　　（二）關于大規(guī)模集中并網的風電、光電遠距離輸送和消納問題。
　　目前提出的解決措施主要是“風火打捆”，并配套建設大量抽水蓄能電站。有一點可以肯定：如果采取措施足夠多，所有問題都能解決。只是要看這些措施在經濟上是否合理可行。
　　用超高壓、特高壓輸電線路單獨輸送風電，因只有2000多小時電量，經濟性較差。“風火打捆遠送”旨在提高輸變電設施負荷率，從而改善輸電經濟性和電網運行安全性。然而這個做法畢竟史無前例，需要考慮一系列技術經濟問題。一是風電的負荷率低，電力大而電量小，出力過程曲線呈陡峻的鋸齒形狀。為了提高輸電負荷率和穩(wěn)定性，若考慮用燃煤火電站作為調節(jié)電力和補充電量的手段，與風電“打捆輸送”，則火電機組需要扮演“填空”的角色，逆向追隨風電出力變化，深幅度變出力配合運行，否則就會大量棄風。那么超臨界參數、超超臨界參數燃煤發(fā)電機組，不可避免地要經常脫離最佳工況運行，增加煤耗。另外，在運行安全性方面能否滿足長期、頻繁、深幅、隨機變出力運行方式要求；二是在一定輸電容量空間中，火電機組因“填空”的運行方式，不但供電煤耗增加，而且年度內要減少2000多小時發(fā)電量，本身設備年利用小時數下降到3000左右，經濟上能否被接受；三是若按照“2火1風”的比例，在距離中部、東部負荷中心數千公里之外建設數千萬千瓦的火電站，不但要深入論證電力規(guī)劃宏觀布局，而且要考慮在荒漠戈壁地區(qū)長期運行如此大規(guī)模的火電站群，對消耗當地水資源的可行性和對生態(tài)環(huán)境影響的可接受性，都還有相當多工作要做。
　　至于抽水蓄能電站，經過多年實踐，各方認識日益明朗。首先，從前面分析已經知道，根據當今世界科技水平，交流電力系統(tǒng)中電能尚不能商業(yè)化儲存。這就是說，大規(guī)模儲存電能尚不具備經濟性。這個認識應當是討論蓄能電站的基礎；第二，蓄能電站是電力系統(tǒng)中最靈活、最昂貴的調節(jié)裝置。一旦有了它，整個系統(tǒng)調節(jié)能力和安全穩(wěn)定水平都提高一個層次；第三，蓄能電站具有調峰、填谷、系統(tǒng)緊急備用以及黑啟動等多種功能，如果將其開發(fā)目標和運行方式定格為“調峰”一項，則不夠全面。還應該指出，抽水蓄能電站蓄能和發(fā)電運行方式轉變的時間尺度比風電功率變化的時間尺度大2-3個數量級，將其與風電“打捆”是很難行得通的。蓄能電站的開發(fā)目標是為整個系統(tǒng)服務，其建設決策應建立在整個電力系統(tǒng)對于這項投資邊際效益的論證結果上。如果僅考慮為某個或某類發(fā)電站配套，則蓄能電站的開發(fā)目標成了“將二次能源轉化為三次能源”，這個“綜合發(fā)電設施”的千瓦投入徒增6000元之多、電量產出凈減25％，經濟上難有可行性。
　　（三）關于如何看待“快”與“慢”的問題。
　　如果新能源發(fā)展速度太慢，則不能滿足我國調整能源結構緊迫形勢的要求。經過一段實踐證明，高度集中開發(fā)風電、光電的模式，對裝備工業(yè)和設備制造領域帶來跨越式飛速發(fā)展，能創(chuàng)造“快”的奇跡。然而設備僅是“工具”，最終要的是新能源電量。目前電網企業(yè)在系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行和風電電量消納方面遇到較大困難，出現較多棄風和數次系統(tǒng)穩(wěn)定事故，使超大規(guī)模的集中并網風電對電網運行安全性影響受到高度關注，大量限電使風電項目經濟性降低，風電設備產能大量積壓，產量大起大落。在當前出現較多問題的情況下，即使要繼續(xù)原有開發(fā)模式，也需要認真總結經驗，盡快解決已經發(fā)生的矛盾和問題。這些是當前風電發(fā)展速度與前幾年相比，出現放緩局面的原因所在。或者說，出了問題就快不起來了。
　　如果一臺一臺建設風機，發(fā)展速度肯定是太慢了。然而分散的風機可以同時建設，千家萬戶都來建，可謂“聚沙成塔，積少成多”。西班牙國土面積還不到內蒙古的一半，采用比較分散的開發(fā)模式，單個風電項目規(guī)模都不大，“遍地開花”，發(fā)展速度并不慢，風電裝機總量達到了“風電三峽”的規(guī)模水平，風電電量占到全部電量的16％，風電運行容量占日負荷比例曾達到創(chuàng)世界紀錄的53％！
　　以甘肅省為例，該省各地風資源條件都不錯。全省用電環(huán)節(jié)10千伏配電變電站有12.3萬座，保守地假設，即使其中的90％都不具備建設和接入風機條件，那么可以接入風機的用電變電站還有1.2萬座。如果考慮在每座10千伏用電變附近各建設并接入1臺風機，很快就可以建成1.2萬臺！而現在甘肅全省運行的風電機組數量僅3000多臺。這個設想僅考慮了10千伏一個電壓等級，還有上千座35千伏和110千伏配電設施可以容納更大量風機，消納更多風電電量。甘肅一個用電小省尚且如此，推到全國30個省呢。
　　隨著我國風電設備技術進步、性價比不斷提高，適合低風速地區(qū)的風機發(fā)展很快。以往認為平均風速低于每秒6.5米的風能資源沒有開發(fā)價值，現在若采用低風速風機，5.5米的風資源都具有了經濟上的可開發(fā)性，大大拓展了風力資源開發(fā)利用范圍。過去山區(qū)、丘陵地帶設備運輸困難，也因有了分段槳葉技術而得到解決。這些都為全國各地分散開發(fā)建設風電提供了有利條件。