综合考虑电网消纳和电力消费市场分布,在大规模建设风电基地的同时,因地制宜地发展一些小规模的风电也应该是一种思路,分散式开发规模较小的风电资源也可有大作为。
风电作为一种清洁能源,只有被利用到生产实践当中才能体现价值。如果说建设大规模风电基地追求的是风电的生产效率,发展分散式中小型风电就是追求风电的利用效率。大力开发风电,既要注重生产效率,也要注重利用效率,要大基地式开发和分散式开发“两条腿”走路,两种思路并重。尤其是在电网建设相对滞后时期,应当尽快转变风电发展观念,建立、健全分散式风电的政策支持与管理机制,提高风电总体利用效率,让“小”风电发挥大作为。
探索储能技术
实际上,各地在发展风能时,也曾考虑通过储能等技术解决低谷电储存问题,但由于成本较高,还难以大规模实施。
在过去很长一段时间里,靠简单地增加大型和更大型发电机组来满足不断增长的电能需求曾是最好的办法。为削弱对化石燃料发电的依赖和降低温室气体的排放,世界各国都在积极开发利用新能源,而基于风力发电的无限制接入,在时常出现的短时出力高峰和长时间完全没有功率输出的情况下,需要有灵活的后备容量,否则大量弃风难以避免。减少弃风,无外乎增加这种“灵活的后备容量”。而因为缺乏“灵活的后备容量”,电网调度限制风电出力导致的电量损失现象已经成为影响风电产业健康、可持续发展和国家非化石能源消费战略目标完成的主要制约因素之一。
如何增加这种“灵活的后备容量”?中国电科院首席专家胡学浩表示,一种办法是用其他常规电厂参与调峰,另一种就是蓄能。在常规电厂中,水电受地理条件限制,燃气电厂受燃料供应和管道建设的限制,只有燃煤火电受到的限制较少,但燃煤火电参与调峰与水电、燃气发电相比,其经济性需进行计算分析,此外受环保及其他因素的制约,燃煤火电呈减少的趋势。另外所有常规电站作为备用电站还涉及经济性问题。因此,利用常规电厂参与调峰要因地制宜,有比较地选择最经济适用的办法解决问题。
至于蓄能,应该说在条件适宜的地方建抽水蓄能电站是解决风电间歇性问题的最佳手段。抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站,它既是电源点,又是负荷点。
抽水蓄能电站是世界公认的可靠调峰电源,启动迅速、爬坡卸荷速度快、运行灵活可靠,既能削峰又可填谷。其快速转变的灵活性可弥补风力发电的随机性和不均匀性,不仅可以打破电网对于风电容量的限制,为大力发展风电创造条件,而且可为电网提供更多的削峰填谷容量和调频、调相、紧急事故备用电源,提高供电可靠性和经济效益。对于风电较集中的地方,在大力发展风电的同时,建设一定规模的抽水蓄能电站,并建设相应的输电网络应该是能源资源优化配置的具体体现。
目前,国内外已开始了压缩空气储存电能的尝试,国外(如德国)已有成功的案例,其原理是利用风电供电给压缩机压缩空气并储存在容器或者地下洞穴,而后利用这些储存的空气(或再辅以一定的燃料)带动(燃气)发电机组。胡学浩认为,这种技术相对比较复杂,制约条件较多,有必要从技术上、经济上进行突破。
此外,运用新型电池储存能量也是一种可选择的方法,但电池大规模储能涉及电池寿命、价格等问题。尽管我国张北风光储输示范项目已经证明储能基本上可满足新能源并网的功能性要求,但储能电池在寿命、安全性以及经济性方面还存在一定的问题,目前难以将成本降低到可商业化运行的门槛。但是,这种技术比较适合于作为分布式发电和微电网的一种重要调节手段。作为一种大规模储能手段,我们要进行深入研究,使其能够商业化。
胡学浩还建议,在使用常规电厂参与调峰和蓄能调峰外,要特别注意加强区域间的输电网络建设,以利于增加相互间的功率支援能力。“丹麦的风电建设和电网建设就是一个很好的例子。”
建设特高压电网
截至2012年2月末,蒙东电网风电限发电量13.66亿千瓦时,弃风比例47.5%。显然,协调解决蒙东风电开发、接入电网与消纳市场之间的矛盾,已经刻不容缓。