棄風問題逐年加重
2010年下半年，國內(nèi)風電棄風問題仍然嚴重;而2011年，風電棄風現(xiàn)象更加突出。根據(jù)中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會對內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、廣東、山東、甘肅、新疆、河北以及云南10個省(自治區(qū))內(nèi)的部分風電企業(yè)在2011年由于電網(wǎng)調(diào)度限制風電出力造成的發(fā)電量損失情況進行的初步統(tǒng)計調(diào)查，10個省(自治區(qū))統(tǒng)計覆蓋的風電場總裝機容量達到1869.1萬千瓦，占全國風電并網(wǎng)容量的42%。在2011年1月1日至2011年12月31日期間，列入調(diào)查樣本的風電場2011年應發(fā)電量為353.47億千瓦時，但由于電網(wǎng)調(diào)度原因被限發(fā)的電量高達59.8億千瓦時，除甘肅、內(nèi)蒙古、吉林之外，黑龍江限出力損失電量達到14.39%，遼寧達到10.45%，新疆達到5.2%，云南達 到4.9%，河北達到3.86%，山東達到1.17%，廣東達到1.00%。盡管在一些用能集中、消納情況較好的地區(qū)限出力比例較小，但由于限出力比例高的地區(qū)裝機權(quán)重很大，全國限出力損失電量比例仍高達16.92%。
風電棄風，部分原因是因為一些風電資源比較豐富的地區(qū)，風電發(fā)展規(guī)劃側(cè)重于資源規(guī)劃，缺乏具體的風電送出和風電消納方案。由于風電項目前期工作流程相對簡單，核準進度快，建設周期相對較短，而電網(wǎng)接入系統(tǒng)在項目審查、方案確定及工程建設方面相對復雜，致使接入系統(tǒng)工程與風電場建設難以同步完成，只能棄風。但更重要的是因為風電的特性決定的：風電出力特性不同于常規(guī)電源，一方面，風電出力具有隨機性和波動性，造成風電功率預測精度較低，風電達到一定規(guī)模后，如果不提高系統(tǒng)備用容量水平，調(diào)度運行很難做到不棄風;另一方面，風電多具有反調(diào)峰特性，即夜晚用電負荷處于低谷時，風電出力往往較大，即使常規(guī)電源降出力，當風電規(guī)模達到一定程度(大于低谷用電負荷)時，也難免出現(xiàn)限出力棄風現(xiàn)象。
備用與儲能雙管齊下
在過去很長一段時間里，靠簡單地增加大型和更大型發(fā)電機組來滿足不斷增長的電能需求曾是最好的辦法。為削弱對化石燃料發(fā)電的依賴和降低溫室氣體的排放，世界各國都在積極開發(fā)利用新能 源，而基于風力發(fā)電的無限制接入，在時常出現(xiàn)的短時出力高峰和長時間完全沒有功率輸出的情況下，需要有靈活的后備容量，否則大量棄風難以避免。減少棄風，無外乎增加這種“靈活的后備容量”。而因為缺乏“靈活的后備容量”，電網(wǎng)調(diào)度限制風電出力導致的電量損失現(xiàn)象已經(jīng)成為影響風電產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展和國家非化石能源消費戰(zhàn)略目標完成的主要制約因素之一。
如何增加這種“靈活的后備容量”?中國電科院首席專家胡學浩表示，一種辦法是用其他常規(guī)電廠參與調(diào)峰，另一種就是蓄能。在常規(guī)電廠中，水電受地理條件限制，燃氣電廠受燃料供應和管道建設的限制，只有燃煤火電受到的限制較少，但燃煤火電參與調(diào)峰與水電、燃氣發(fā)電相比，其經(jīng)濟性需進行計算分析，此外受環(huán)保及其他因素的制約，燃煤火電呈減少的趨勢。另外所有常規(guī)電站作為備用電站還涉及經(jīng)濟性問題。因此，利用常規(guī)電廠參與調(diào)峰要因地制宜，有比較地選擇最經(jīng)濟適用的辦法解決問題。
至于蓄能，應該說在條件適宜的地方建抽水蓄能電站是解決風電間歇性問題的最佳手段。抽水蓄能電站是一種特殊形式的水電站，它既是電源點，又是負荷點。
抽水蓄能電站是世界公認的可靠調(diào)峰電源，啟動迅速、爬坡卸荷速度快、運行靈活可靠，既能削峰又可填谷。其快速轉(zhuǎn)變的靈活性可彌補風力發(fā)電的隨機性和不均勻性，不僅可以打破電網(wǎng)對于風電容量的 限制，為大力發(fā)展風電創(chuàng)造條件，而且可為電網(wǎng)提供更多的削峰填谷容量和調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用電源，提高供電可靠性和經(jīng)濟效益。對于風電較集中的地方，在大力發(fā)展風電的同時，建設一定規(guī)模的抽水蓄能電站，并建設相應的輸電網(wǎng)絡應該是能源資源優(yōu)化配置的具體體現(xiàn)。
目前，國內(nèi)外已開始了壓縮空氣儲存電能的嘗試，國外(如德國)已有成功的案例，其原理是利用風電供電給壓縮機壓縮空氣并儲存在容器或者地下洞穴，而后利用這些儲存的空氣 (或再輔以一定的燃料)帶動(燃氣)發(fā)電機組。胡學浩認為，這種技術(shù)相對比較復雜，制約條件較多，有必要從技術(shù)上、經(jīng)濟上進行突破。
此外，運用新型電池儲存能量也是一種可選擇的方法，但電池大規(guī)模儲能涉及電池壽命、價格等問題。盡管我國張北風光儲輸示范項目已經(jīng)證明儲能基本上可滿足新能源并網(wǎng)的功能性要求，但儲能電池在壽命、安全性以及經(jīng)濟性方面還存在一定的問題，目前難以將成本降低到可商業(yè)化運行的門檻。但是，這種技術(shù)比較適合于作為分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的一種重要調(diào)節(jié)手段。作為一種大規(guī)模儲能手段，我們要進行深入研究，使其能夠商業(yè)化。
胡學浩還建議，在使用常規(guī)電廠參與調(diào)峰和蓄能調(diào)峰外，要特別注意加強區(qū)域間的輸電網(wǎng)絡建設，以利于增加相互間的功率支援能力。“丹麥的風電建設和電網(wǎng)建設就是一個很好的例子。”
