甘肅省風光電90%以上在河西走廊,其中大部分集中在遠離負荷中心1000公里以外電網末端,是全世界集中并網規模最大、送出距離最遠的風光電基地。風光電受到750千伏電網送出能力不足的制約,酒泉地區出現風光電“過剩”的矛盾突出,風光電非供暖期也頻繁遭遇棄風限電,棄風棄光常態化的趨勢明顯。
受到風光電與電網建設速度不同步等因素的影響,甘肅敦煌、嘉峪關、紅沙崗、金塔等局部地區受到330千伏電網送出能力不足的制約,部分時間段出現了較嚴重的棄風棄光問題。另外在河西走廊局部地區存在電網安全穩定約束的問題,導致張掖、金昌和武威等地區風光電接納能力受限,這些地區的棄風棄光矛盾更加突出。
2014年風光電發電量已經達到155億千瓦時,占省公司省內售電量的18.1%,風光電發電最大負荷已經超過當時全省用電負荷的50%;預計今年年底,全省風電、光電分別達到1223萬千瓦、663萬千瓦,占總裝機容量的40.5%;2015年全省統調范圍內最大負荷1303萬千瓦,要消納1886萬千瓦風光電從電力平衡的角度考慮是不可能的,市場消納能力已經成為甘肅棄風限電的主要原因。
4、風光電利用小時低的原因
近年來我國大規模風電基地風電利用小時普遍低于設計值,2014年我國并網風電利用小時數僅為1905小時,其中風電利用小時較低的省份主要集中在風能資源較好的“三北”地區,甘肅也是風電利用小時較低的省份之一。甘肅省并網風電總裝機容量占全國的10.5%;甘肅風電設計利用小時約為2200小時,2014年甘肅風電利用小時僅為1598小時,甘肅風電利用小時大幅度低于設計值主要有以下四方面的原因:
首先,不同年份風能資源波動較大,2014年屬于小風年,風能資源明顯低于多年平均值,根據對于酒泉風電基地風能資源實測資料的分析,2014年可利用風能資源比多年平均值低14%左右,該因素影響風電利用小時下降280小時左右。
其次,大規模風電基地上下游效應的影響,酒泉風電基地集中了6000多臺風電機組,其中4000多臺風電機組集中在80×20公里范圍內,上游風電場(風電機組)對于下游風電場的影響遠大于設計值,使得風電場的設計利用小時明顯偏高。該因素影響風電利用小時較設計值降低5%以上,風電利用小時下降100小時左右。
三是,風電場設備狀態和運行管理影響,盡管設計考慮了風電場設備可用率的影響,但根據部分風電場實測數據分析,甘肅風電場風電機組等主要設備的可用率明顯低于設計值,且不同風電場可用率存在較大的差距,導致酒泉風電基地發電量受到一定程度的影響,該因素平均影響全省風電利用小時下降40小時左右。
四是,棄風限電的影響風電利用小時降低200小時左右,是風電利用小時低的主要原因。
5、結論與建議
為了履行我國政府承諾2030年CO2排放達到峰值承諾,實現非化石能源在一次能源比重達到20%的目標,2030年我國風電、光電分別需要達到4億千瓦、2億千瓦,需要進一步加快風光電發展。我國風光電資源稟賦特點決定了風光電規模化利用仍然是我國的主要發展方向,其中“三北”地區風電、西部地區的光伏仍將是發展的重點。為了緩解大規模風光電基地棄風棄光矛盾,破解制約大規模風光電基地發展的瓶頸,提出以下建議:
首先,盡快出臺國家可再生能源配額制管理辦法,明確地方政府、電網企業和風電企業的責任與義務,制定可再生能源交易機制和配額管理辦法,確定全國各地區可再生能源的消費配額比例,激發經濟發達地區積極主動接納風電的意愿。其次,借鑒“西電東送”和“三峽送出”解決水電消納的成功經驗,按照滿足“三北”風電、西部光電送出及消納需求為目標,統籌規劃并加快跨區輸電骨干通道建設進度,大幅度提高電網在全國范圍內優化配置新能源資源的能力。三是,國家出臺促進大規模風電消納的政策措施,引導耗能產業向西北能源資源豐富的地區轉移,增加風電就地能力減少外送負擔。四是,堅持電源與電網統一規劃的原則,建立風光電與電網規劃的協同互動機制,適度超前規劃建設各級電網引導新能源發展,實現風電、電網與用電市場協調發展。五是,建立以調峰為主的新能源輔助服務機制,完善跨省區調峰資源共享的管理辦法和補償措施,實現調峰資源在區域乃至全國優化配置,全面提高我國新能源消納能力。