中國儲能網(wǎng)訊：截至2017年，我國風(fēng)電累計裝機(jī)容量已連續(xù)8年位居世界第一，全國累計并網(wǎng)容量約為1.64×108 kW，與2007年相比，增長了約29 倍。
2017 年全國風(fēng)電上網(wǎng)電量達(dá)3.057×1011 kW·h，占當(dāng)年全部發(fā)電量的4.8%，風(fēng)電已成為我國第三大電源。風(fēng)能開發(fā)與利用是我國能源轉(zhuǎn)型的核心內(nèi)容和應(yīng)對氣候變化的重要途徑。
我國風(fēng)電現(xiàn)狀及問題
過去幾年間我國多措并舉，不斷促進(jìn)了風(fēng)電的高效利用，但在風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行、風(fēng)電多種利用、多能互補(bǔ)利用、分布式開發(fā)利用等方面仍存在一些問題。
風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行
風(fēng)電功率預(yù)測
目前我國已自主研發(fā)出電網(wǎng)側(cè)和電站側(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)，并在主要風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行省區(qū)實現(xiàn)了應(yīng)用覆蓋。
但在復(fù)雜地型、極端天氣以及海上風(fēng)電功率預(yù)測等方面，預(yù)測技術(shù)和方法仍需不斷完善，功率預(yù)測也以確定性預(yù)測為主。
風(fēng)電集群控制
我國研發(fā)了以公共連接點電壓穩(wěn)定為目標(biāo)的風(fēng)電場電壓無功綜合控制系統(tǒng)；研制了風(fēng)電場有功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，已成功應(yīng)用于甘肅電網(wǎng)。
總體來看，我國對于新能源電站有功、無功控制技術(shù)研究已經(jīng)積累了一定經(jīng)驗，并研發(fā)應(yīng)用了控制系統(tǒng)。但是，風(fēng)電場/集群主動支撐電網(wǎng)運(yùn)行控制性能還需提升。
風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度
采用的主要調(diào)度模型和方法，包括以風(fēng)險概率為約束的新能源隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度方法等。國內(nèi)已開發(fā)了新能源優(yōu)化調(diào)度支持系統(tǒng)，并應(yīng)用于我國23個省級（區(qū)）的電力調(diào)度控制中心。
但在適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電集中送出的調(diào)度運(yùn)行技術(shù)和促進(jìn)風(fēng)電消納的電力市場及輔助服務(wù)技術(shù)等方面仍需加強(qiáng)。
相對于陸上風(fēng)電而言，我國海上風(fēng)電的研究工作明顯滯后，海上風(fēng)電并網(wǎng)的影響、高壓直流送出、遠(yuǎn)程集群控制等還處于研發(fā)初級階段，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范等還在制定中。
風(fēng)電多種利用
風(fēng)電制氫
國內(nèi)風(fēng)電制氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究還處于起步階段，包括了風(fēng)電場耦合制氫系統(tǒng)、風(fēng)電制氫在海上風(fēng)電場環(huán)境下的可行性等，并開展了多項風(fēng)電制氫項目示范。
風(fēng)電制氫需要突破風(fēng)電間歇性功率波動對制氫系統(tǒng)的影響問題、風(fēng)電耦合氫能系統(tǒng)的集成控制和優(yōu)化運(yùn)行以及氫氣的儲運(yùn)技術(shù)等，另外其經(jīng)濟(jì)效益問題也有待進(jìn)一步深入研究。
風(fēng)電供暖
國內(nèi)已有部分風(fēng)電開發(fā)企業(yè)開展了小規(guī)模風(fēng)電供暖示范工程，風(fēng)電供暖理論也在完善之中，主要技術(shù)難點在于熱–電協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度。現(xiàn)有電采暖運(yùn)行模式多采用綁定結(jié)算模式，未考慮協(xié)調(diào)優(yōu)化和調(diào)度控制。
熱–電聯(lián)合運(yùn)行監(jiān)控軟件的開發(fā)和應(yīng)用還處于初級階段，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)還處于開發(fā)研究和試驗階段。
多能互補(bǔ)利用
多能互補(bǔ)是按照不同資源條件和用能對象，采取多種能源相互補(bǔ)充，以緩解能源供需矛盾，合理保護(hù)和利用自然資源，同時獲得較好的環(huán)境效益的用能方式。
風(fēng)光水氣火儲等不同電源具有時空互補(bǔ)特性，多能互補(bǔ)是提高風(fēng)電等新能源消納能力的重要手段，包含小型的多能互補(bǔ)系統(tǒng)及電力系統(tǒng)級多能互補(bǔ)兩個方面。
現(xiàn)階段我國在小型含風(fēng)電的互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用較多的是風(fēng)水互補(bǔ)發(fā)電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電。
針對電力系統(tǒng)級的多能互補(bǔ)，國內(nèi)提出了基于可靠性和設(shè)備調(diào)控能力的電力系統(tǒng)靈活性指標(biāo)，采用確定性的電力系統(tǒng)規(guī)劃準(zhǔn)則；還提出了側(cè)重于風(fēng)光互補(bǔ)的多點布局規(guī)劃設(shè)計方法，分析風(fēng)電與其他電源聯(lián)合運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
目前還缺乏考慮多種電源復(fù)雜特性的電力系統(tǒng)靈活性分析方法，電網(wǎng)調(diào)度與控制尚未充分考慮多種電源、多時間尺度的全局優(yōu)化與實時控制，現(xiàn)有控制系統(tǒng)難以充分利用動態(tài)變化的調(diào)峰能力來最大化消納風(fēng)電等新能源。
分布式開發(fā)利用
除大規(guī)模集中開發(fā)遠(yuǎn)距離外送，分布式開發(fā)利用是消納風(fēng)電的另一種主要形式。一般通過35 kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，位于用戶附近，以就地消納為主，并采用多點接入、統(tǒng)一監(jiān)控的并網(wǎng)方式。
國內(nèi)風(fēng)電分布式開發(fā)利用尚處于示范應(yīng)用階段，落后于國外風(fēng)電大國。目前已建成有示范工程，但大多沿襲集中式風(fēng)電場開發(fā)經(jīng)驗或沒有充分考慮當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)承載能力，這導(dǎo)致了投資較高、影響電網(wǎng)和用戶供電質(zhì)量等問題。
分布式風(fēng)電的關(guān)鍵技術(shù)主要有適用于分布式利用的資源評估技術(shù)、優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)、功率預(yù)測技術(shù)、信息采集與監(jiān)控技術(shù)等。
微電網(wǎng)是分布式風(fēng)電應(yīng)用的有效形式之一。
近幾年，我國建起數(shù)個以風(fēng)電為主、多能源互補(bǔ)的分布式微電網(wǎng)系統(tǒng)，如舟山東福山島風(fēng)光儲柴微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，全島負(fù)荷用電基本由風(fēng)電等新能源提供。
獨(dú)立供電系統(tǒng)在不同運(yùn)行方式下的電能質(zhì)量能夠達(dá)到國標(biāo)要求，為偏遠(yuǎn)地區(qū)供電提供了一種新模式。但目前存在系統(tǒng)雙向互動、優(yōu)化運(yùn)行等方面的技術(shù)瓶頸。
我國風(fēng)電技術(shù)趨勢和建議
大力發(fā)展風(fēng)電等新能源，是構(gòu)建我國清潔低碳、安全高效的能源體系的必由之路。
為支撐未來我國風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)和高效利用，需要不斷完善大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)、市場機(jī)制下的風(fēng)電多能互補(bǔ)以及分布式利用等技術(shù)，不斷探索風(fēng)電多種利用形式，研究建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的輔助風(fēng)電運(yùn)行管理平臺等。
為促進(jìn)風(fēng)電的高效利用，除在技術(shù)上進(jìn)行不斷創(chuàng)新突破外，還需要注重風(fēng)電和其他能源的協(xié)調(diào)規(guī)劃、風(fēng)電等新能源激勵政策、消納市場機(jī)制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系等的不斷完善。
大力推進(jìn)風(fēng)電與大能源電力系統(tǒng)共贏發(fā)展
在發(fā)電側(cè)做到一體化協(xié)同發(fā)展，集中式風(fēng)電與分布式風(fēng)電并重；在發(fā)電裝機(jī)總量增加同時，加快電源結(jié)構(gòu)調(diào)整和儲能技術(shù)的發(fā)展；用能產(chǎn)業(yè)布局要與能源資源稟賦特點結(jié)合。
為有效支撐上述工作，需要高度重視能源電力行業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃，強(qiáng)化區(qū)域能源規(guī)劃，統(tǒng)籌常規(guī)能源電源與風(fēng)電等新能源電源的統(tǒng)一、協(xié)同規(guī)劃布局。
建立均衡發(fā)展的風(fēng)電等新能源激勵政策體系
建立涵蓋包括發(fā)電、并網(wǎng)、用電在內(nèi)的完整的激勵政策體系。
在電源側(cè)，加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè)，加快完善火電機(jī)組靈活性改造和參與調(diào)峰的補(bǔ)償政策。
在電網(wǎng)側(cè)，突破大規(guī)模風(fēng)電場集群控制能力，加快跨省跨區(qū)通道建設(shè)，統(tǒng)籌發(fā)揮大電網(wǎng)配置及平衡能力。
在用戶側(cè)，推進(jìn)電能替代，兼顧分布式發(fā)展，用市場辦法引導(dǎo)用戶參與調(diào)峰調(diào)頻、主動響應(yīng)新能源出力變化。
加快建立完善風(fēng)電等新能源消納的市場機(jī)制
強(qiáng)化優(yōu)先消納風(fēng)電等新能源。優(yōu)先調(diào)度省內(nèi)新能源；打破省間壁壘，區(qū)域內(nèi)實行跨省輔助服務(wù)。加快構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場，啟動跨區(qū)跨省現(xiàn)貨市場。放開電力用戶跨省跨區(qū)購買新能源的選擇權(quán)。
盡快完善市場規(guī)則、新能源交易機(jī)制。建立新能源接受省與輸出省利益補(bǔ)償機(jī)制。鼓勵用戶積極參與電力需求側(cè)響應(yīng)和市場交易。
完善風(fēng)電行業(yè)管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系
首先，要建立統(tǒng)一的風(fēng)電發(fā)展管理體系。重點整合各方面的國家資源，開展國家風(fēng)電發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃和扶持政策的設(shè)計，建立部門間綜合協(xié)調(diào)機(jī)制，統(tǒng)籌電網(wǎng)、發(fā)電、氣象、技術(shù)研發(fā)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、裝備制造等各個部門，協(xié)調(diào)資金和技術(shù)力量等資源的分配，為風(fēng)電發(fā)展創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境。
其次，政府應(yīng)在每五年發(fā)展規(guī)劃中，結(jié)合風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展變化，開展一定規(guī)模的先進(jìn)技術(shù)示范項目，展示技術(shù)、資源、電網(wǎng)與市場的有效融合。
完善中國的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)、檢測和認(rèn)證體系，確保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)符合中國風(fēng)電資源和環(huán)境條件。同時，隨著風(fēng)電利用形式和策略的多樣化，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)需要及時更新。
參考文獻(xiàn)：
石文輝,白宏,屈姬賢,王偉勝,黃其勵.我國風(fēng)電高效利用技術(shù)趨勢及發(fā)展建議[J].中國工程科學(xué),2018,20(3):51-57.
