( 三) 风电并网、输送和消纳途径
提高电力系统消纳风电的能力,需要采取涵盖技术、管理和政策层面的综合解决策略,构建风电与电力系统协调发展的发展规划、技术路线、标准规范体系,科学安排电网运行方式和调度计划,实施灵活调度运行策略,制定完善电力市场机制和激励政策,调动和整合更广泛的系统资源,实现电力系统最大限度消纳大规模风电。
在实施路径方面,考虑到主要障碍和措施的可行性,近中期应致力于优化系统运行和消除体制机制性障碍,长远期应全面推进电力系统的技术和制度创新。
1、近中期(2015-2020 年):加强协调管理,突破体制机制瓶颈,着力扩大省区内消纳能力,有序推进跨区输送消纳
国际风电领先国家的研究和实践显示,利用当前已有技术(而不必要等待、采用昂贵的先进储能技术),通过对现行技术系统和制度进行改革创新,完善输电规划和建设、优化系统和市场运行,采取更大的平衡区域、风功率预测(及其对调度和短期能源市场的支持)、新型辅助服务、灵活发电电源、价格响应的负荷管理等措施,电力系统接入20%风电不存在根本技术障碍,新增成本也是适中的。
近年来,中国正在建成世界上最强大的电网系统,且先进技术和设备的应用程度较高。2009 年以来,国家电网公司还提出建设“坚强智能电网”的战略目标。国家能源局2010 年以来组织开展的风电并网消纳研究结果表明,通过优化系统电源发展规划、优化配置抽水蓄能和燃气等调峰电源的规模及布局、合理发展跨省跨区输电规模,2020 年中国可消纳1.6~2 亿千瓦风电。为此,近期应做好加强电力系统建设运行的协调管理,突破体制机制瓶颈,着力扩大省区内消纳能力, 适时推进跨区输送消纳。
(1) 分级消纳,优先省区内消纳考虑到远距离输电成本因素和当前省级为主体(省级政府、省级电网)的电力市场管理体制,按照先省级电网、再区域电网、后跨区全国电网的顺序制定实施消纳范围和方案。
(2) 加强统筹规划,协调风电、其他电源和电网建设加大风电项目建设管理,确定合理的风电建设节奏和速度,使风电与电力系统建设协调发展。加快西北地区水电开发,进一步加大抽水蓄能、燃气电站等调峰电源的建设,平衡东西部煤电建设布局,进一步挖掘煤电机组的调峰能力,增强系统调峰能力。将风电建设纳入电网建设规划,优化和同步建设风电场接入及汇集工程;提前规划主网架建设,加强省内、以及省网和区域电网之间的联络线建设,适时启动建设“三北”地区特高压直流外送通道。积极研究准备以适当比例打捆“三北”地区的风光水火电,通过特高压直流联合外送“三华”电网。并建立输电通道系统运行成本的回收机制。
(3) 优化电力系统运行调度,加快推进电力市场运行机制改革制定实施风电机组并网技术标准,研发并普及应用先进可靠的风电短期预报技术,提高电网调度能力。扩大风电统一接入和系统调度的范围,平滑风电出力变化,增加风电容量价值,降低调峰需求和容量需求。优化使用省区内水电和火电调峰服务, 增强跨省区电网互联,充分利用跨省区的错峰、水火互济等优势,提高系统接纳风电的能力。除了应采取各种措施、尽量增大风电消纳比例外,还应允许在系统在极端情况下适当弃风,降低系统的总体成本。同时将风电纳入电网辅助服务考核及补偿体系,探索辅助服务市场。
(4) 加强需求侧管理,改善电力负荷特性结合风力特性和负荷规律,调整峰谷电价尖峰和低谷的实施时段,以与风电发电时段相匹配。要求大工业用户采取适当的管理与技术措施,增强调荷能力。对于承担供热负荷的机组,研究余电用于供热的技术方案,考虑电驱动热泵技术供热和储热技术。通过合理的电价政策,引导用户在负荷低谷时段用电,减小系统峰谷差。另外,结合工业发展规划,引导优化产业布局和管理,挖掘消纳潜力, 例如在风电基地和外送通道周边建设配套高载能负荷。
(5) 制定保障大规模风电上网和消纳的价格政策和电力市场制度在近期延续上网固定电价和费用分摊的基础上,制定实施基于风电项目电网友好性的上网电价奖惩政策,建立完善辅助服务的补偿或激励价格政策。加强国家指导,促进送受电双方协商确定外送电价,建议省区内输电费用在区内销售电价分摊,跨区特高压输电费用进入受端落地电价和销售电价。逐步完善和落实双方协商、可再生能源配额制和市场机制等跨区电力交易制度安排。
2、长远期(2030-2050):推动能源格局和电力体系转型,全面扩大消纳能力
2020 年后,特别是2030 年以后,随着“三北”地区电力需求快速增加、抽水蓄能和天然气发电装机比例不断提高、智能电网和先进储能技术逐步得到推广应用,“三北”地区自身消纳风电的能力可望大幅增加。但由于风电开发规模也持续快速增加,风电跨区消纳规模仍将较大,且在长期内还将是一个不变的趋势。因此,在前阶段政策措施的基础上,需要全面部署应用先进技术和运行管理方式,大力推动能源格局和电力体系转型,全面扩大各地区风电消纳能力。
(1) 着力扩大“三北”地区内部消纳能力
西部经济社会发展会提升电力需求。在调度、输配电和需求侧环节大力部署智能电网技术,增加“三北”地区风电消纳能力。特别是在负荷端,智能电网技术(及各类智能用电设备和储能设备,包括电动汽车等)的广泛深入应用,将使电力负荷具有与电源相当的灵活调节能力,大大增加电力系统消纳风电等波动性电源的能力。
(2) 提高优化“三北”风电的西电东送能力
统筹优化西电东送的输电规划和建设方案,广泛采用柔性输电技术、特高压直流输电技术、超导输电技术等,完善输电通道系统运行成本的回收机制,最大程度地优化提高输电线路的输电能力和经济性。
(3) 全面推进分布式并网用电技术应用和能源系统转型随着先进储能技术、微电网技术逐步成熟,全面部署应用分布式能源技术和微网等技术,全面建立促进和保障分布式能源运行的体制机制,推动实现能源系统转型,从根本上改善“三北”和东中部地区分散式风电的并网和消纳条件。