第三,欧洲各国对风电场均有严格的接入电网技术标准,要求风电场参与电网的电压与频率控制,保障电网的安全稳定运行。丹麦最大的风电场(16万千瓦)安装了中央控制系统,可以接受电力调度部门的指令实现电压控制与有功功率控制。德国针对大规模风电并网,要求风电机组具备低电压穿越能力、功率控制能力等,并建立了风电并网认证制度,开展风电机组并网符合性检测及风电机组模型验证工作,确保风电场符合并网标准的要求。西班牙建立了风电场并网审查管理机制,评价大型风电场接入是否影响电力系统的安全稳定运行。同时,各国还积极开发建设风电功率预测系统,将风电纳入电力市场或电网调度体系。目前,德国所有风电的总出力预测精度能够达到90% 以上。
第四,欧洲各国均通过相关政策鼓励风电尽可能按照常规电源的方式进入电网。德国政府对于2003 年后安装的风电机组,通过提供资金方式帮助已安装的风电机组满足并网导则的要求;将风电上网电价分为最低保护电价与鼓励电价两部分,通过调节鼓励电价,减小因资源条件引起的收益差别。西班牙政府通过制定“政府补贴电价+ 电力市场竞价”政策,既为风电提供最基本的电价保障,又鼓励其参与电力市场竞争。政府对不满足并网导则要求的风电机组不给予补贴电价,对于无法提供准确预测的风电场,将给予像常规电源一样的经济处罚。
(二)与国外风电发展相比较,我国风电发展具有自身特点
截止2009 年底,我国风电并网装机容量达到2600 万千瓦,超过德国,居世界第二位;年新增吊装容量1380 万千瓦,居世界第二位。由于我国风能资源除东部沿海以外,主要分布在三北(华北、东北、西北)地区,开发规模大,且距离负荷中心远,这决定了我国风电发展与国外风电发展特点不同,具有大规模集群开发,远距离、高电压输送至负荷中心的重要特征。
一是风电接入电压等级高。随着百万千瓦级和千万千瓦级风电基地的建设,风电场将接入330 千伏及以上的更高电压等级,风电将在区域范围乃至全国范围消纳,需要专门建设远距离输电线路以满足风电大规模发展的需要。
二是系统调峰能力有限。由于我国风能资源丰富地区的电网结构多数比较薄弱,系统调峰手段单一,需要认真研究和解决系统调峰问题。
三是风电机组技术水平不高。我国风电技术的发展水平与欧美国家还存在一定的差距,风能预测技术刚刚起步,风机和风电场的检测认证体系尚未建立。风电的大规模接入电网将给电力系统各类电源的调度运行方式、无功和电压调节方式等带来很大压力,单纯风电功率的远距离输送也会影响电网的安全稳定性。
由于目前绝大部分风电机组的功率曲线、电能质量、有功和无功调节性能、低电压穿越能力没有经过检测和认证,而且多不具备上述性能和能力,并网运行的风电机组对电网的安全稳定运行造成很大影响。比如,由于吉林西部共40 万千瓦的风电机组均不具备低电压穿越能力,2008 年已经多次发生因小的电网故障造成方圆200 公里范围内的40 万千瓦风电机组同时全部切除的情况;由于风电机组的抗干扰能力不强,某些电气化铁路附近的风电场在电气化机车经过时,曾发生风电场内风电机组大部分甚至全部切除的现象。
因此,我们必须针对我国电网及风电开发的特点,全面深入地研究和解决风电开发与电网建设协调发展的重大关键技术经济问题,科学做好配套电网工作。通过建设坚强的电网、完善优化网架结构,提升风电机组技术水平,提高风电接纳风电的能力;加强风电出力预测,提高风电场运行管理水平,完善调度运行技术和管理,确保风电并网和电网安全可靠运行;采取多种电源互补运行的方式,提高大规模风电开发及远距离输送的经济性,实现风电在更大范围的优化配置。
二、采取有效的技术经济措施,实现甘肃酒泉风电基地的可靠送出和合理消纳
(一)甘肃酒泉风电基地市场消纳问题