浅谈风电不稳定调峰难实现造成的弃风现象的重要原因

【摘要】：通过风力资源能发电，既能提供电力保障，又有利于环境保护。但近几年来，我国对风电不稳定调峰难实现造成的弃风现象的重要原因而对风电弃而不用的现象却愈演愈烈，并已成为影响行业发展的首要问题。

【关键词】：风电 调峰 弃风 方法

中图分类号：TM925.11文献标识码： A

【引言】：本文针对风电力系统常规和深度调峰措施，提出了平衡风电功率波动时深度调峰措施的优化分析方法和技术济比较，以一典型区域电网为例，提出了基于节能经济目标的系统调峰策略，为风电不稳定调度难实现造成的弃风现象提供了简单的探讨与分析。

一.所谓“弃风”是指风机处于正常情况下，由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等问题导致的部分风电场风机暂停使用的现象，弃风问题在本质上是电力系统对风电的消纳能力问题，风电作为清洁能源在优先调度的前提下当系统平衡能力不足时就会出现弃风弃风发生的原因分为以下3种：

1.1调峰能力不足导致弃风

风资源的不确定性导致风电出力具有波动性可预测性差需要其他电源提供备用和调峰服务满足风电并网消纳的需要当系统内风电所占比例较小时电力调度机构可通过降低其他电源出力来实现系统实时平衡随着风电并网规模的不断增加风电占最小负荷的比例逐步提高局部地区风电出力可能超过负荷需求核电热电机组在系统中主要承担基荷功能必须持续运行，更增加了系统调峰难度。在其他电源降出力达到极限后，为了保持系统的安全稳定，必须对风电出力进行限制

1.2配电线路阻塞导致弃风

风资源丰富区往往地理位置较为偏远处于电网末端配电网结构比较薄弱。

风电出力波动性较大对配变电设施的容量裕度和坚强度提出了更高要求客观上需要同步加强配电网升级与改造但由于近年风电发展速度过快电网投资

建设往往跟不上风电发展的步伐风电项目建设周期短通常首台机组建设周期仅为6个月全部建成约需要1年，而配电网工程建设周期长，常常滞后于风电场的开发建设。在配套配电网升级改造完成之前，电力调度机构不得不在线路阻塞情

况下控制风电出力

1.3输电容量不足导致弃风

尽管各国风电发展模式有所不同，但局部地区风电开发相对集中是很多国家的一大特点或趋势。在本地消纳能力不足的情况下，为了防止局部风电窝电，有必要对大规模风电的集中开发的风电实行外送消纳，此时提高输电容量特别是跨区联络线容量就显得至关重要。但从现实情况来看，虽然各国都在加强电网规划建设，但是跨区跨国电网建设既面临管理体制制约，也存在协调难度大、建设周期长等现实困难。在跨区联络线输送容量不足的情况下，弃风也就已成为电力调度机构不得不采取的行为。

二.对我国风电弃风的基本认识近期，我国风电弃风问题受到社会各界的广泛关注。对我国风电弃风问题客观、理性、正确认识和判断，有利于形成共识，提出解决我国风电弃风问题的合理化建议：

2.1风电发展失衡是我国风电出现弃风的根本原因电力系统对风电的接纳能力在很大程度上取决于系统运行的灵活性，需要一定规模的灵活电源与之匹配，需要电网具有较好的基础及互联规模与之相适应。“十一五”期间，我国风电经历了爆炸式增长，装机规模连续五年翻番，增长速度远高于同期世界平均水平。在风电规模单方面快速增长的同时，电源结构优化及电网建设速度无法跟上装机的增长速度，电网在特殊时段弃风限电则难以避免

2.2弃风问题并未影响我国成为世界风电发展典范国家经过“十一五”期间的高速增长，我国已成为世界上风电装机规模最大、增长最快的国家。2010年，全国风电占全社会用电量比例达到1.36%，基本与美国相当。蒙东、蒙西、吉林风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21．2%、8.7%、5．6%，接近、达到甚至超过德国、西班牙和丹麦等风电发达国家，风电利用已经达到世界较高水平。

2.3电网企业高度重视弃风问题并积极采取措施减少弃风我国风电主要集中在国家电网公司经营区域。国家电网公司已将经营区域内的全部并网风电机组纳入调度运行管理体系，进行月度发电计划安排、日前电力电量平衡和实时调度。充分挖掘系统调峰能力，特别是热电联产机组的调峰潜力，最大限度提高风电消纳能力。公司加快推进风电送出工程建设，确保风电及时并网。配合国家千万kW级风电基地规划，公司组织研究并提出了2015年、2020年风电基地输电规划方案，保障风电基地开发外送。

2.4加快特高压跨区电网和同步电网建设是解决弃风问题的最直接和最有效的实现大规模风电并网消纳的关键在于提高电力系统的运行灵活性。我国电源结构以煤电为主，燃气、抽水蓄能等灵活电源比重小，这种电源结构在短期内难以得到实质性改变。只有通过扩大风电消纳范围，才能有效提高消纳能力，减少弃风。我国的风电发展，采取的是集中发展大基地的战略，中国版图北部，从新疆、甘肃、内蒙古、河北北部到东北，一下子规划了6个装机规模超过千万千瓦的大基地，如此大规模集中发展的模式必然会导致风电的消纳成为难题，因此造成了今天的弃风现象。

三.有效解决调峰难的问题及合理改善弃风现象的不稳定

3.1电网调峰的手段风电的调峰就是与电网调峰谷负荷工作相反，实质上是在调峰工作中的某些地方电网或者电厂出于本身的利益和工作的方便不顾全网利益的一种反常行为，他们在电网低谷负荷全网出力过剩时不吸收系统功率，相反和输出功率，抢发电量，而在高峰时因机组电压低，温度高又减其可调出力，其结果非但加重其他调峰频厂的压力而且是系统高峰负荷时，出现严重低周波，在夜间低谷负荷是出现严重的高周波情况，就是这种现象在调度的术语上称为反调峰。风电的反调峰特性增加了电网调峰的难度，增加了电网调频的压力和常规电源调整的频次。调峰容量不足会出现低负荷时段弃风的情况。例如：把备受诟病的弃风现象归罪于我们风电建设速度太快这是片面的。发展新能源不仅是国家大战略，也是全球各国的战略，代表未来能源的发展方向。又如放到整体电力体系中考量，其实风电发展并没有过头，未来还有巨大空间。

3.2弃风现象的不稳定

风电很不稳定有风能发电，没风就发不了，因此是靠天吃饭。一个地方风电发展多了，电网就难以承受。例如：河北省张家口地区，风电装机已经超过了当地总装机量的50%，这个比例甚至超过了欧洲的一些风电大国，当地电网根本没有办法全部消纳。又因为电力无法储存，而负荷是需要实时平衡的，是即发即用。所以风电多了就必须让火电等其他电场少发，风电少了要让其他电场多发。因此，这样的风电装机比重大的地方，调峰很难实现。而在北方这些风资源富足区，风资源还和用电负荷成反向，风大的时候往往是夜间，而夜间用电负荷却最低。因此调峰就更加困难。更严重的是，有风的地方多数是高寒地区，冬季供热需求很高。为了减少小锅炉分散供热，各地都在搞热电联产。也就是以热定电，这就使得本来可以给风电让路的火电因为不能停热，而无法让路，因此只能弃风。这也就是为什么这些年在冬季风大可以多发电时，风电弃风反而加剧的重要原因。

【结束语】：随着风电并网规模增大，解决风电不稳定调峰难实现造成的弃风现象的重要性时刻而建，合理科学的利用风力发电技术迅猛发展以及风电的不断提高改进,风电对电力系统的影响变得不可忽略。风电机组区别于常规发电机组,且风电场输出功率也有别于常规电源的有功出力,这决定了其对风电的影响是多方面的，兼顾电网、常规发电厂、风电场各方的经济利益，使得风电清洁资源得到持续的健康发展。

【参考文献】：

【1】李智;风电规律预测及对电网运行影响的研究[D];山东大学;2011年

【2】马敏;风电接入对电网暂态稳定性及调峰能力的影响研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

【3】季阳，艾芊．分布式发电技术与智能电网技术的协同发展趋势［J］．电网技术，2010，34（8）：129-133．