中國儲能網訊：近年來，風電裝機增長迅猛與棄風消納難題待解共同構成了中國風電行業(yè)的兩極。嚴重超出消納能力的風電“擠著”上網，給電網安全穩(wěn)定運行帶來重重壓力。作為在消納過程中的關鍵一環(huán)，國家電網在加快新能源并網輸送通道和抽水蓄能電站建設、推進“兩個替代”、擴大新能源市場等方面，積極布局施策，全力消納風電。
中國風電，像風一樣快。
早在2012年我國便摘得風電裝機容量世界第一的桂冠，2011～2016年，新增風電裝機均領跑全球。
然而這句媒體對中國風電裝機的評價卻并不適用于整個風電行業(yè)的發(fā)展。我國面臨著越發(fā)嚴重的棄風消納難題，“邊建邊棄”的怪圈連續(xù)多年始終存在。全國棄風率從2014年的8%，上升到2015年的15%，到2016年部分地區(qū)甚至超過40%。
是什么正掣肘著在能源轉型發(fā)展大趨勢下本應火熱的“風光”？一邊是嚴重超出消納能力的風電“擠著”上網，一邊是電網安全穩(wěn)定運行壓力重重，作為在消納過程中不可或缺的關鍵一環(huán)，國家電網全力求解“捕風”之道。
舉措一：加快輸電通道建設
加快建設新能源并網工程和跨區(qū)跨省輸電通道，打造清潔能源大范圍優(yōu)化配置的堅強平臺，滿足新能源集中大規(guī)模開發(fā)和全國消納需求，是解決棄風棄光問題的治本之策
如果將電力消納市場比做一個水桶，那么由于經濟增速放緩、電力增速減慢等原因，如今水桶近滿，而新能源等各類電源還在不斷地注水。如何將溢出的水通過合理配置送到需要的地方，就成為解決問題的關鍵。破解我國風資源集中、規(guī)模大、遠離負荷中心、就地消納市場有限的困境，同樣是這個道理。
國家電網公司《關于促進新能源消納的報告》中透露，截至2016年年底，“三北”地區(qū)新能源裝機合計1.63億千瓦，但電力外送能力只有3700萬千瓦，而且還要承擔煤電基地外送任務，遠遠不能滿足送出需要。
加快建設新能源并網工程和跨區(qū)跨省輸電通道，讓風電及時并網、順暢送出、高效消納，是解決棄風問題的治本之策。
一方面，面對風電項目“井噴式”地上馬，國家電網公司加快建設配套工程，持續(xù)完善并網服務?！笆濉敝两?，國家電網調度范圍內累計新增風電等新能源并網項目5000余個，保證了國家和各級地方政府核準的風電項目全部及時并網發(fā)電。
另一方面，基于我國資源與負荷中心逆向分布的現(xiàn)實帶來的本地消納空間不足，以及規(guī)劃不同步造成的外送瓶頸，國家電網千億投資跨省跨區(qū)輸電，先后建成吉林、甘肅、青海、蒙東、新疆等地區(qū)新能源基地并網送出配套工程。2016年，國家電網公司750千伏及以下新能源并網及輸送工程總投資91億元，建成新能源并網及送出線路5049千米，為風電大規(guī)模開發(fā)和高效利用提供堅強支撐。
消納成效如何？數(shù)據(jù)說話。
截至2016年年底，國家電網經營區(qū)域新能源并網裝機突破2億千瓦，2016年全年，消納清潔能源達11893億千瓦時。國家電網調度范圍內，16個省區(qū)的新能源成為第二大電源。
萬億電量中，特高壓等跨區(qū)跨省輸送通道發(fā)揮了至關重要的作用。僅2016年1～10月，通過特高壓交易清潔能源電量就超過1000億千瓦時，占特高壓交易總量的七成多。
在2016年棄風率最高的甘肅，酒泉風電基地裝機規(guī)模已超過1300萬千瓦，亟待特高壓發(fā)揮外送作用。國家能源局《關于支持甘肅省創(chuàng)建新能源綜合示范區(qū)的復函》中明確要求，確保酒泉—湖南特高壓直流工程年輸送新能源電量占比40%以上。根據(jù)規(guī)劃，該工程年送電可達420億千瓦時，40%則意味著工程年輸送新能源發(fā)電超168億千瓦時。這個可期的數(shù)字與2016年前10個月甘肅風電光伏發(fā)電量基本持平，會讓酒泉陸上“三峽”、世界風庫的美譽更加名副其實。
除酒湖特高壓外，截至2016年12月，包括“四交四直”特高壓工程在內的國家電網納入大氣污染防治11條重點輸電通道已全部獲得核準。其中，投運不久的蒙西—天津南交流以及在建的錫盟—江蘇、上海廟—山東直流工程都瞄準了蒙西新能源送出，三條輸電高速路旨在將蒙西風電等新能源源源不斷送往華北、華東負荷中心。
2016年年底《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》發(fā)布，明確了“十三五”風電發(fā)展的總量目標，即到2020年全國風電裝機達到2.1億千瓦以上，并提出大力發(fā)展新能源，要優(yōu)化調整開發(fā)布局，依托電力外送通道，有序推進“三北”地區(qū)可再生能源跨省區(qū)消納4000萬千瓦。
這11項工程的建設，對位于起點的內蒙古、陜西、山西等能源基地來說，將促進能源基地集約化開發(fā)，擴大風電、光伏發(fā)電等清潔能源消納范圍，加快當?shù)刭Y源優(yōu)勢向經濟優(yōu)勢轉化；對落點的京津冀魯、長三角等地區(qū)，則對滿足負荷中心的清潔用電需求、助力經濟社會發(fā)展具有重要意義，讓“無限風光”更多地并得上、發(fā)得出、能消納。
舉措二：提升電網平衡調節(jié)能力
加快建設抽水蓄能電站，提升系統(tǒng)調峰能力，持續(xù)完善調度支持系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)運行方式，發(fā)揮交易平臺作用，擴大跨省跨區(qū)交易規(guī)模，是實現(xiàn)新能源高效消納的重要保障
2016年12月8日，遼寧清原、江蘇句容、福建廈門、新疆阜康抽水蓄能電站開工。對于已進入供暖季的北方地區(qū)，四座電站的開工顯得尤為重要。
來自國家電力調度中心的數(shù)據(jù)顯示，2016年，國家電網經營區(qū)63%的棄風電量發(fā)生在供暖期，低谷棄風電量又占總棄風量的80%。這主要是由于“三北”地區(qū)大風期與供暖期重疊，而“三北”地區(qū)電源結構單一，抽水蓄能等靈活調節(jié)電源比重低，供熱機組不能深度調峰，保供熱和新能源消納矛盾突出。比如東北地區(qū)就出現(xiàn)了供熱期火電最小技術出力超過最小用電負荷的情況，完全沒有消納風電的空間。
作為目前最具經濟性的大規(guī)模儲能設施，抽水蓄能電站就像清潔能源的“蓄水池”，在增強系統(tǒng)運行靈活性、保障電網安全的同時，為提高電網消納能力提供了重要支撐。
近年來，抽水蓄能電站的建設步伐加快，截至2016年年底，累計建成21座抽水蓄能電站，裝機容量達到1918萬千瓦。其中“三北”地區(qū)建成投運7座抽水蓄能電站，裝機容量達577萬千瓦；開工建設陜西鎮(zhèn)安等5座抽水蓄能電站，合計裝機容量715萬千瓦，西北地區(qū)將結束無抽水蓄能電站歷史。
在運抽水蓄能電站在上一個供暖季已充分彰顯了價值。2015年，遼寧蒲石河、吉林白山和北京十三陵抽水蓄能電站負荷低谷抽水啟動分別為1268、546、980次，累計消納風電電量達33.5億千瓦時。2016年，抽水蓄能電站平均綜合利用小時數(shù)3185小時，同比增長78%，為有史以來最高，增加消納新能源電量103億千瓦時。
未來，抽水蓄能電站建設力度還將加大。國家能源局部署推進能源領域供給側結構性改革，確定化解消納存量、優(yōu)化系統(tǒng)調度運行、發(fā)展抽水蓄能等調峰電源作為解決棄風棄光問題的重要舉措?！峨娏Πl(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，指標更加明確：“十三五”期間建成1700萬千瓦、開工建設6000萬千瓦抽水蓄能電站。2.1億千瓦的風電總裝機容量目標，必然要求系統(tǒng)調節(jié)能力和保障手段的同步增強。加快建設抽水蓄能電站的戰(zhàn)略意義和全局影響將更加凸顯。
如果說建設外送通道和抽水蓄能電站是解決棄風問題的長久之計，那么優(yōu)化系統(tǒng)運行方式和擴大跨省跨區(qū)交易規(guī)模則是更為直接和高效的良策，也充分體現(xiàn)了電網調度側的精準和公平。
為提高新能源預測預報和調度水平，國家電網公司全面部署風功率預測系統(tǒng)，建成世界上規(guī)模最大、信息最全的風電運行實時調度監(jiān)測網絡。至2015年年底，27個省級調度機構就已全部部署風功率預測系統(tǒng)，實時調度監(jiān)測網絡實現(xiàn)國家電網調度范圍內風電場全覆蓋。
更直接的舉措是實施“兩個替代”、大用戶直購電、新能源企業(yè)與自備電廠發(fā)電權置換等措施，努力拓展新能源消納市場。2016年，電采暖、港口岸電等4.1萬個電能替代重點項目的實施共完成替代電量1030億千瓦時。同時，公司推進風電供暖，投資超8000萬元，為吉林洮南等8個風電供熱站建設配套電網，優(yōu)先安排參與供暖的風電場發(fā)電。僅新疆達坂城風電清潔供暖示范項目每年就能消納風電1.2億千瓦時，與原有供暖設施相比，可減少標煤消耗4萬噸。
此外，依托大電網、大市場，國家電網公司發(fā)揮交易市場平臺作用，打破省間壁壘，鼓勵新能源企業(yè)積極參與外送，支持西部北部風電等清潔能源通過集中交易、雙邊交易等市場化交易方式實現(xiàn)跨區(qū)跨省消納。2016年全年，北京電力交易中心開展各類交易1200余次，完成包括新能源在內的市場化交易電量7907億千瓦時，同比增長59%。
舉措三：以技術創(chuàng)新提升電網接納能力
持續(xù)加強新能源技術研發(fā)創(chuàng)新，提高各級電網智能化水平，增強新能源發(fā)電的可控性，是加快新能源發(fā)展的重要推動力
都說新能源大規(guī)模并網消納難。難在哪里？
預測難、控制難、調度難。中國電科院新能源所專家表示，必須在風電并網運行的核心技術上攻克難關，在有效提高新能源接納能力的同時，確保電網運行的穩(wěn)定性。
圍繞建設堅強智能電網，從技術研發(fā)到工程示范再到標準規(guī)范，國家電網公司持續(xù)在創(chuàng)新上用力?！笆濉币詠恚牙塾嬐度氤?0億元開展課題研發(fā)，研究領域覆蓋新能源發(fā)電裝備、新能源并網仿真及規(guī)劃、大容量儲能等，多項關鍵技術取得突破。如采用先進控制手段優(yōu)化風電場有功出力，解決風機低電壓穿越、新能源集群控制等重大技術問題；研究高壓大容量柔直關鍵技術，緩解風電基地高比例可再生能源高效接納和外送問題；發(fā)展儲能技術，推進虛擬同步機研究，促進新能源并網消納。
值得一提的是，2016年12月，國家風光儲輸示范工程榮獲中國工業(yè)大獎。該工程是目前世界最大的集風電、光伏、儲能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程，讓風電、光伏發(fā)電與儲能發(fā)電搭配成像火電一樣穩(wěn)定可靠的電源，實現(xiàn)大規(guī)模并入電網。
國網冀北電力風光儲公司負責人介紹說，工程儲能技術的創(chuàng)新，削弱了風光出力的“毛刺”，解決了“安全”這一電網運行最核心的問題。目前，示范工程已累計輸電超過28億千瓦時，創(chuàng)新成果應用于美國及我國寧夏、青海多個新能源聯(lián)合發(fā)電示范工程，讓大規(guī)模新能源精益化運行擁有強有力的技術支撐。
為了讓風電場與電網在相同的語言體系內協(xié)調發(fā)展，截至2016年年底，國家電網公司累計發(fā)布新能源相關技術國際標準1項、國標19項、行標40項、企標40項。
針對棄風棄光問題，曾有業(yè)內人士表示，如果在新能源迅猛發(fā)展的“十二五”之初，國家有關部門就能意識到新能源電源和電網工程協(xié)調發(fā)展的重要性，超前核準一批“三北”地區(qū)電力外送通道項目，那么，棄風、棄光也許不會像現(xiàn)在這么嚴重。
這樣的“也許”并不能改變現(xiàn)狀，其意義更在于反思和探究未來。
《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》都在解決棄風問題上布局落子——首先在可再生能源的布局上要進行優(yōu)化，棄風棄光的地區(qū)要適當放緩規(guī)模和節(jié)奏；其次堅持集中建設與分散建設并舉的原則，以就近消納為主；最后全面提升系統(tǒng)的靈活性，提高電力系統(tǒng)的調峰能力。
令人欣慰的是，以國家電網公司為代表的能源企業(yè)已經在這樣的路徑上開始實踐?！傲?017～2018年，棄風棄光矛盾得到有效緩解，到2020年，根本解決新能源消納問題，棄風棄光率控制在5%以內?！边@正是國家電網公司立足電網本職提出的方向和目標。
