西班牙風電發(fā)展前景與風險評估
來源：絲路印象
2024-07-19 17:33:24
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引言
西班牙是世界上風電發(fā)展最快的國家之一,近年來通過采取一系列協(xié)調有力的措施,在促進風電大規(guī)模發(fā)展的同時,保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。我國目前正處于風電迅猛發(fā)展階段,西班牙在風電發(fā)展方面的一些做法和經(jīng)驗對促進我國風電與電力系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展具有積極的借鑒意義。
一 西班牙風電發(fā)展及電力系統(tǒng)概況
①西班牙風電的發(fā)展
西班牙擁有十分豐富的風能資源,據(jù)西班牙風能協(xié)會(AEE)最新統(tǒng)計,截至2009年底,該國風電裝機容量達1826萬kW,占總裝機容量的18.5%。并網(wǎng)風電場已超過500個。2001—2009年,風電裝機容量年均增長23.4%,占裝機總量的比重提高了12.4個百分點,如圖1所示。
1）西班牙電源結構
西班牙電源裝機以火電和水電為主,核電也占相當大的比重。近年來,隨著風電等可再生能源的快速發(fā)展,整個電源結構發(fā)生了較大變化。在風電所占比重持續(xù)上升的同時,油氣發(fā)電裝機容量呈快速增長趨勢,油氣發(fā)電裝機比重從2001年的26.8%上升到2009年的31.0%(聯(lián)合循環(huán)燃氣機組占24.0%),而煤電裝機比重從2001年的21.4%下降到2009年的12.0%,如圖3所示。同期,油氣發(fā)電量比重從20.3%上升到45.2%,煤電比重從30.4%下降至18.2%。
西班牙電網(wǎng)屬于歐洲同步電網(wǎng)(UCTE),2009年全國發(fā)電裝機容量9850萬kW,發(fā)電量2669億kW?h,與法國、葡萄牙和摩洛哥通過6條400kV輸電線路互聯(lián)。
西班牙電網(wǎng)以400kV和220kV為骨干網(wǎng)架,已形成全國聯(lián)網(wǎng),并與法國等歐洲4國實現(xiàn)互聯(lián)。截至2009年底,伊比利亞半島輸電線路回路長度為35074km,其中400kV線路18026km,220kV及以下線路17048km,變電容量66259MVA。400kV線路主要分布在北部、中部和東部,基本與大型風電場布局相適應,如圖4所示,紅線、綠線分別表示400kV和220kV輸電線路。西班牙目前主要通過5條400kV輸電線路(2個雙回路、3個單回路)與法國和葡萄牙互聯(lián),另有若干220kV聯(lián)網(wǎng)線路、1條400kV海底電纜與摩洛哥互聯(lián)。2010年1—2月,西班牙與法國、葡萄牙和摩洛哥的互聯(lián)線路最大輸送容量分別為60萬kW、150萬kW和90萬kW。2009年,西班牙凈出口電量83.98億kW?h,占總發(fā)電量的2.9%；從法國進口電量17.66億kW?h；向葡萄牙、摩洛哥和安道爾出口電量101.64億kW?h。
西班牙電力系統(tǒng)備用容量大,發(fā)電裝機容量與最大用電負荷之比一直處于較高水平,發(fā)電設備利用小時數(shù)相對偏低。2009年,西班牙總裝機容量與最大用電負荷比值為2.2∶1[1],在世界主要國家中是最高的。特別是在風電大規(guī)模發(fā)展和優(yōu)先調度的情況下,其他常規(guī)機組配合風電出力,設備利用率明顯下降。2001—2009年,西班牙發(fā)電設備平均利用小時數(shù)從4205h下降至2915h,減少了1290h。其中,火電和核電的設備利用小時數(shù)總體呈顯著下降趨勢,而風力發(fā)電設備利用小時數(shù)保持在1900-2000h(如圖5所示)。
西班牙能源自給率較低,煤炭、石油和天然氣等發(fā)電燃料大量依賴進口。近年來,國際能源價格總體快速震蕩上行,導致常規(guī)發(fā)電成本持續(xù)上漲。同時,隨著風電在發(fā)電結構中的比重不斷提高,全社會供電成本隨之上升,也需要通過合理的電價水平進行疏導。2001—2008年,西班牙電價水平持續(xù)提高,工業(yè)電價和居民電價年均增長率分別達到17.3％和10.4％,如圖6所示。
為了促進風電規(guī)模化發(fā)展,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,近年來西班牙從風電規(guī)劃、電源結構優(yōu)化、
電網(wǎng)建設、新技術應用、調度管理等方面采取了一系列措施,在風電比重不斷提高的情況下,避免了重大電網(wǎng)事故的發(fā)生,電網(wǎng)可靠性保持在較高水平。
①采用風電溢價機制調動風電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的積極性
西班牙1997年實施的《電力法》規(guī)定,風電場上網(wǎng)電價可以在固定電價和溢價2種方式中選擇其一,每年有一次選擇權。固定電價方式：風電電價水平固定,為平均參考銷售電價的90%,電網(wǎng)企業(yè)須按此價格水平收購風電,超過平均上網(wǎng)價格部分由國家補貼；溢價方式：風電企業(yè)需按照電力市場競爭規(guī)則與其他電力一樣競價上網(wǎng),但政府額外為上網(wǎng)風電提供溢價(補貼電價),因此電價水平為“溢價+電力市場競價”,風電溢價為平均參考銷售電價的50%。西班牙鼓勵風電場參與電力市場競爭,2005年之后,由于全球能源價格上漲,西班牙的電力銷售價格以及電力上網(wǎng)價格也持續(xù)上漲,90%以上的風電企業(yè)選擇溢價方式。
由于給風電和其他電力的上網(wǎng)電價相同,電網(wǎng)企業(yè)不會因為風電大規(guī)模上網(wǎng)而承擔額外的購電成本。西班牙這種風電電價形成機制,既保證了風電企業(yè)能夠獲得合理收益,又減少了電網(wǎng)企業(yè)因收購風電帶來的經(jīng)濟壓力。
②嚴格落實風電發(fā)展規(guī)劃
西班牙風電發(fā)展規(guī)劃目標明確,且得到了嚴格執(zhí)行。2005年,西班牙政府批準了《可再生能源規(guī)劃》,確定2010年風電發(fā)展目標為裝機容量2016萬kW,發(fā)電量455億kW?h。按照2009年11月公布的風電投產(chǎn)計劃表,2010—2013年每年新投產(chǎn)風電裝機容量為170萬kW,實際情況與規(guī)劃目標非常接近。
③大力發(fā)展調峰性能良好、運行靈活的機組
風力發(fā)電的隨機性和間歇性特點,決定了電力系統(tǒng)必須具備較好的調峰能力。為了適應風電裝機規(guī)模和發(fā)電量不斷提高的需要,西班牙近年來大力發(fā)展具有深度調峰能力的燃氣機組、油氣混合燃料機組,積極推動抽水蓄能機組建設。截至2009年底,具備良好調峰性能的裝機達3497萬kW,占總裝機容量的35.5%,有效提升了電力系統(tǒng)的調峰能力。
④建立風電功率預測考核機制,應用先進風力預測技術
風力發(fā)電受來風情況的影響很大,具備精確的風電功率預測能力是電網(wǎng)接納大規(guī)模風電的必要條件。西班牙電力法規(guī)定,風電場必須對其發(fā)電量做出預測,并報電網(wǎng)公司。當預測與實際所發(fā)電力相差超過20%時,風電場要向電網(wǎng)公司繳納罰款,相差越大則罰款數(shù)目也越大。在相關風電上網(wǎng)政策的推動下,西班牙在風資源短期預測、風機出力短期預測等領域開展了大量研究,加強歷史數(shù)據(jù)積累,不斷完善風電功率預測模型,預測精度明顯提升。目前,已經(jīng)能夠將48h內(nèi)的預測誤差控制在30%以內(nèi)(平均誤差不超過20%)、24h內(nèi)的預測誤差控制在15%以內(nèi)(平均誤差不超過10%),這些研究在該領域處于世界領先地位。短期風電功率預測技術已在西班牙風電場和電力系統(tǒng)調度中心得到廣泛應用,為大規(guī)模風電并網(wǎng)提供了有力支撐。
⑤制定嚴格的風電并網(wǎng)標準,促進風電技術進步
西班牙對風電入網(wǎng)不是無條件的寬松和支持,而是充分考慮電網(wǎng)穩(wěn)定運行對風電的要求,研究制定了嚴格的風電并網(wǎng)技術標準并強制執(zhí)行,促使風機制造企業(yè)提高技術能力,確保電網(wǎng)在風電大規(guī)模接入后保持安全穩(wěn)定運行。西班牙的風電并網(wǎng)技術標準不僅要求新裝風機采用新技術和新控制系統(tǒng),同時要求風電場必須為老舊風機更換新的控制系統(tǒng),以滿足并網(wǎng)技術要求從而保證風電場繼續(xù)獲得收益。相關標準的施行有效促進了風機制造企業(yè)的技術進步,尤其是顯著提高了風機控制系統(tǒng)的技術水平,提高了電網(wǎng)對并網(wǎng)風機的管控能力。
⑥加強骨干網(wǎng)架建設和跨國聯(lián)網(wǎng),提高電網(wǎng)輸送能力
西班牙風能資源主要集中在北部和南部的沿海區(qū)域,相應地,風電場也是以成片開發(fā)的大中規(guī)模風電場為主,但其電力負荷主要集中在中部的馬德里和東部的巴塞羅那地區(qū),大量風電需要跨地區(qū)輸送。近年來,西班牙在電網(wǎng)建設方面主要以400kV骨干網(wǎng)架為主。2005—2009年,新增400kV輸電線路1180km,占新增線路的69.6%,變電容量累計增長21.9%。按照規(guī)劃,2010年和2016年西班牙風電裝機將分別達到2000萬kW和3000萬kW,并網(wǎng)規(guī)模將進一步擴大。為此,西班牙計劃繼續(xù)加大高電壓等級輸電網(wǎng)的建設力度,2009—2013年投資40億歐元用于電網(wǎng)建設,并發(fā)布了2016年電網(wǎng)規(guī)劃方案,如圖7所示。在西北部的加利西亞(Galicia)至阿斯圖里亞斯(Asturias),新建約500km的400kV線路；南部的穆爾西亞(Murcia)至安達魯西亞(Andalucia),新建約650km的400kV線路；中部的曼薩納雷斯(Manzanares)至布拉薩特塔斯(Brazatortas),新建約500km的400kV輸電線路。
⑦成立可再生能源電力控制中心,加強風電實時集中監(jiān)控力度
為了實現(xiàn)最大程度吸納風電的同時,確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,2006年6月REE成立了世界上第1個可再生能源電力控制中心(CECRE)。CECRE是國家電力調度控制中心(CECOEL)的下屬運行部門,專門負責對全國可再生能源發(fā)電進行調度控制。西班牙法律要求風力發(fā)電公司必須成立實時控制中心,所有裝機容量在1萬kW以上的風電場的實時控制中心必須與CECRE直接互聯(lián)。這些控制中心負責每12s向CECRE上報有功功率、無功功率、電壓、溫度、風速等風電場運行數(shù)據(jù),并根據(jù)CECRE的調度指令,調節(jié)風電出力,在15min內(nèi)達到相關要求。為了維持系統(tǒng)穩(wěn)定,在某些特定情況下,有權切除部分風電或要求風電場降出力運行,如2008年3月4日由于低電壓切負荷不得不同時切除50萬kW風電,11月2日負荷很小從而不得不限制風電出力。CECRE的成立及成功運行,極大地提高了電網(wǎng)公司對風電的實時監(jiān)控能力,有效降低了瞬時風電波動對電網(wǎng)的影響,確保了西班牙電網(wǎng)的安全運行。
三 對促進我國風電快速健康發(fā)展的啟示
我國風電在未來仍將保持較快發(fā)展,風電和其他電源與電網(wǎng)的協(xié)調發(fā)展政策、機制都是十分關鍵的問題。隨著風電裝機和并網(wǎng)規(guī)模的快速增長,電力系統(tǒng)的整體成本將上升,電網(wǎng)安全問題趨于復雜。為促進我國風電大規(guī)模集中開發(fā)和跨區(qū)消納,需要政府、風電開發(fā)商、電網(wǎng)企業(yè)、其他發(fā)電企業(yè)共同做出努力。西班牙風電大規(guī)模發(fā)展的經(jīng)驗對我國主要有以下啟示。
①制定合理的發(fā)展規(guī)劃并嚴格遵照執(zhí)行
西班牙在歐盟總體目標的框架下制定了本國風電中長期發(fā)展規(guī)劃,明確了每年的裝機增長量,并且嚴格按照規(guī)劃落實建設項目和配套工程,保障了風電與電力系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展。建議我國加強全國電力的統(tǒng)一規(guī)劃,做到全國規(guī)劃與地方規(guī)劃的有機統(tǒng)一,風電場與電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調進行。嚴格落實規(guī)劃目標,防止風電的無序開發(fā)。
②電源結構和調峰能力影響風電并網(wǎng)和消納
西班牙電力系統(tǒng)備用電源充足,在風電快速發(fā)展過程中,大批燃氣發(fā)電、水電等調峰性能良好、運行靈活的電源是支撐風電迅猛發(fā)展和保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要基礎。我國應結合風電基地布局,統(tǒng)籌規(guī)劃調峰電源和調節(jié)性能良好的發(fā)電機組建設,建立完善峰谷電價制度和輔助服務補償機制。
③加強骨干網(wǎng)架建設促進風電大規(guī)模開發(fā)及消納
堅強電網(wǎng)是風電大規(guī)模開發(fā)和遠距離輸送的物理載體。西班牙近年來加快400kV骨干網(wǎng)架及跨國互聯(lián)線路建設,實施大型風電場送出工程,促進了風電的跨區(qū)乃至跨國消納。我國風電基地主要集中在“三北”地區(qū),就地消納能力不足,必須建設強大的跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng),特別是加強送出地的骨干網(wǎng)架建設,提高風電的消納市場范圍。
④強化風電功率預測管理實現(xiàn)廠(場)網(wǎng)協(xié)調發(fā)展
西班牙通過提高風電功率預測水平,建立風電功率預測考核機制等措施,有效保障了廠(場)網(wǎng)協(xié)調和電網(wǎng)安全。建議我國在風電并網(wǎng)管理辦法或相關細則中明確對風電功率預測的技術及管理要求,建立風電場功率預測管理制度和獎懲機制,將安裝使用功率預測系統(tǒng)作為強制性規(guī)定。進一步完善風電功率預測模型和軟件,提高我國風電功率預測水平。
⑤提高電力系統(tǒng)對風電的調度水平促進風電并網(wǎng)
在風電裝機比例持續(xù)增長,電網(wǎng)調度、運行難度增大的條件下,建議我國各級電力調度機構進一步加強對風電運行控制和優(yōu)化調度的研究,借鑒西班牙在風電場集中監(jiān)控和可再生能源調度管理中采用的先進技術和積累的成功經(jīng)驗,加強專業(yè)化隊伍建設,提升電力系統(tǒng)對風電的專業(yè)化調度水平。
以上內(nèi)容摘自絲路印象(www.miottimo.com)
西班牙是世界上風電發(fā)展最快的國家之一,近年來通過采取一系列協(xié)調有力的措施,在促進風電大規(guī)模發(fā)展的同時,保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。我國目前正處于風電迅猛發(fā)展階段,西班牙在風電發(fā)展方面的一些做法和經(jīng)驗對促進我國風電與電力系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展具有積極的借鑒意義。
一 西班牙風電發(fā)展及電力系統(tǒng)概況
①西班牙風電的發(fā)展
西班牙擁有十分豐富的風能資源,據(jù)西班牙風能協(xié)會(AEE)最新統(tǒng)計,截至2009年底,該國風電裝機容量達1826萬kW,占總裝機容量的18.5%。并網(wǎng)風電場已超過500個。2001—2009年,風電裝機容量年均增長23.4%,占裝機總量的比重提高了12.4個百分點,如圖1所示。
圖1 2001-2009年西班牙風電裝機容量及所占比重
圖2 2001-2009年西班牙風力發(fā)電量及所占比重
1）西班牙電源結構
西班牙電源裝機以火電和水電為主,核電也占相當大的比重。近年來,隨著風電等可再生能源的快速發(fā)展,整個電源結構發(fā)生了較大變化。在風電所占比重持續(xù)上升的同時,油氣發(fā)電裝機容量呈快速增長趨勢,油氣發(fā)電裝機比重從2001年的26.8%上升到2009年的31.0%(聯(lián)合循環(huán)燃氣機組占24.0%),而煤電裝機比重從2001年的21.4%下降到2009年的12.0%,如圖3所示。同期,油氣發(fā)電量比重從20.3%上升到45.2%,煤電比重從30.4%下降至18.2%。
圖3 2001、2009年西班牙電源結構
西班牙電網(wǎng)屬于歐洲同步電網(wǎng)(UCTE),2009年全國發(fā)電裝機容量9850萬kW,發(fā)電量2669億kW?h,與法國、葡萄牙和摩洛哥通過6條400kV輸電線路互聯(lián)。
西班牙電網(wǎng)以400kV和220kV為骨干網(wǎng)架,已形成全國聯(lián)網(wǎng),并與法國等歐洲4國實現(xiàn)互聯(lián)。截至2009年底,伊比利亞半島輸電線路回路長度為35074km,其中400kV線路18026km,220kV及以下線路17048km,變電容量66259MVA。400kV線路主要分布在北部、中部和東部,基本與大型風電場布局相適應,如圖4所示,紅線、綠線分別表示400kV和220kV輸電線路。西班牙目前主要通過5條400kV輸電線路(2個雙回路、3個單回路)與法國和葡萄牙互聯(lián),另有若干220kV聯(lián)網(wǎng)線路、1條400kV海底電纜與摩洛哥互聯(lián)。2010年1—2月,西班牙與法國、葡萄牙和摩洛哥的互聯(lián)線路最大輸送容量分別為60萬kW、150萬kW和90萬kW。2009年,西班牙凈出口電量83.98億kW?h,占總發(fā)電量的2.9%；從法國進口電量17.66億kW?h；向葡萄牙、摩洛哥和安道爾出口電量101.64億kW?h。
圖4 西班牙風電場分布與高壓輸電線路
西班牙電力系統(tǒng)備用容量大,發(fā)電裝機容量與最大用電負荷之比一直處于較高水平,發(fā)電設備利用小時數(shù)相對偏低。2009年,西班牙總裝機容量與最大用電負荷比值為2.2∶1[1],在世界主要國家中是最高的。特別是在風電大規(guī)模發(fā)展和優(yōu)先調度的情況下,其他常規(guī)機組配合風電出力,設備利用率明顯下降。2001—2009年,西班牙發(fā)電設備平均利用小時數(shù)從4205h下降至2915h,減少了1290h。其中,火電和核電的設備利用小時數(shù)總體呈顯著下降趨勢,而風力發(fā)電設備利用小時數(shù)保持在1900-2000h(如圖5所示)。
圖5 2001-2009年西班牙發(fā)電設備利用小時數(shù)
西班牙能源自給率較低,煤炭、石油和天然氣等發(fā)電燃料大量依賴進口。近年來,國際能源價格總體快速震蕩上行,導致常規(guī)發(fā)電成本持續(xù)上漲。同時,隨著風電在發(fā)電結構中的比重不斷提高,全社會供電成本隨之上升,也需要通過合理的電價水平進行疏導。2001—2008年,西班牙電價水平持續(xù)提高,工業(yè)電價和居民電價年均增長率分別達到17.3％和10.4％,如圖6所示。
圖6 2001-2008年西班牙電價變化情況
為了促進風電規(guī)模化發(fā)展,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,近年來西班牙從風電規(guī)劃、電源結構優(yōu)化、
電網(wǎng)建設、新技術應用、調度管理等方面采取了一系列措施,在風電比重不斷提高的情況下,避免了重大電網(wǎng)事故的發(fā)生,電網(wǎng)可靠性保持在較高水平。
①采用風電溢價機制調動風電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的積極性
西班牙1997年實施的《電力法》規(guī)定,風電場上網(wǎng)電價可以在固定電價和溢價2種方式中選擇其一,每年有一次選擇權。固定電價方式：風電電價水平固定,為平均參考銷售電價的90%,電網(wǎng)企業(yè)須按此價格水平收購風電,超過平均上網(wǎng)價格部分由國家補貼；溢價方式：風電企業(yè)需按照電力市場競爭規(guī)則與其他電力一樣競價上網(wǎng),但政府額外為上網(wǎng)風電提供溢價(補貼電價),因此電價水平為“溢價+電力市場競價”,風電溢價為平均參考銷售電價的50%。西班牙鼓勵風電場參與電力市場競爭,2005年之后,由于全球能源價格上漲,西班牙的電力銷售價格以及電力上網(wǎng)價格也持續(xù)上漲,90%以上的風電企業(yè)選擇溢價方式。
由于給風電和其他電力的上網(wǎng)電價相同,電網(wǎng)企業(yè)不會因為風電大規(guī)模上網(wǎng)而承擔額外的購電成本。西班牙這種風電電價形成機制,既保證了風電企業(yè)能夠獲得合理收益,又減少了電網(wǎng)企業(yè)因收購風電帶來的經(jīng)濟壓力。
②嚴格落實風電發(fā)展規(guī)劃
西班牙風電發(fā)展規(guī)劃目標明確,且得到了嚴格執(zhí)行。2005年,西班牙政府批準了《可再生能源規(guī)劃》,確定2010年風電發(fā)展目標為裝機容量2016萬kW,發(fā)電量455億kW?h。按照2009年11月公布的風電投產(chǎn)計劃表,2010—2013年每年新投產(chǎn)風電裝機容量為170萬kW,實際情況與規(guī)劃目標非常接近。
③大力發(fā)展調峰性能良好、運行靈活的機組
風力發(fā)電的隨機性和間歇性特點,決定了電力系統(tǒng)必須具備較好的調峰能力。為了適應風電裝機規(guī)模和發(fā)電量不斷提高的需要,西班牙近年來大力發(fā)展具有深度調峰能力的燃氣機組、油氣混合燃料機組,積極推動抽水蓄能機組建設。截至2009年底,具備良好調峰性能的裝機達3497萬kW,占總裝機容量的35.5%,有效提升了電力系統(tǒng)的調峰能力。
④建立風電功率預測考核機制,應用先進風力預測技術
風力發(fā)電受來風情況的影響很大,具備精確的風電功率預測能力是電網(wǎng)接納大規(guī)模風電的必要條件。西班牙電力法規(guī)定,風電場必須對其發(fā)電量做出預測,并報電網(wǎng)公司。當預測與實際所發(fā)電力相差超過20%時,風電場要向電網(wǎng)公司繳納罰款,相差越大則罰款數(shù)目也越大。在相關風電上網(wǎng)政策的推動下,西班牙在風資源短期預測、風機出力短期預測等領域開展了大量研究,加強歷史數(shù)據(jù)積累,不斷完善風電功率預測模型,預測精度明顯提升。目前,已經(jīng)能夠將48h內(nèi)的預測誤差控制在30%以內(nèi)(平均誤差不超過20%)、24h內(nèi)的預測誤差控制在15%以內(nèi)(平均誤差不超過10%),這些研究在該領域處于世界領先地位。短期風電功率預測技術已在西班牙風電場和電力系統(tǒng)調度中心得到廣泛應用,為大規(guī)模風電并網(wǎng)提供了有力支撐。
⑤制定嚴格的風電并網(wǎng)標準,促進風電技術進步
西班牙對風電入網(wǎng)不是無條件的寬松和支持,而是充分考慮電網(wǎng)穩(wěn)定運行對風電的要求,研究制定了嚴格的風電并網(wǎng)技術標準并強制執(zhí)行,促使風機制造企業(yè)提高技術能力,確保電網(wǎng)在風電大規(guī)模接入后保持安全穩(wěn)定運行。西班牙的風電并網(wǎng)技術標準不僅要求新裝風機采用新技術和新控制系統(tǒng),同時要求風電場必須為老舊風機更換新的控制系統(tǒng),以滿足并網(wǎng)技術要求從而保證風電場繼續(xù)獲得收益。相關標準的施行有效促進了風機制造企業(yè)的技術進步,尤其是顯著提高了風機控制系統(tǒng)的技術水平,提高了電網(wǎng)對并網(wǎng)風機的管控能力。
⑥加強骨干網(wǎng)架建設和跨國聯(lián)網(wǎng),提高電網(wǎng)輸送能力
西班牙風能資源主要集中在北部和南部的沿海區(qū)域,相應地,風電場也是以成片開發(fā)的大中規(guī)模風電場為主,但其電力負荷主要集中在中部的馬德里和東部的巴塞羅那地區(qū),大量風電需要跨地區(qū)輸送。近年來,西班牙在電網(wǎng)建設方面主要以400kV骨干網(wǎng)架為主。2005—2009年,新增400kV輸電線路1180km,占新增線路的69.6%,變電容量累計增長21.9%。按照規(guī)劃,2010年和2016年西班牙風電裝機將分別達到2000萬kW和3000萬kW,并網(wǎng)規(guī)模將進一步擴大。為此,西班牙計劃繼續(xù)加大高電壓等級輸電網(wǎng)的建設力度,2009—2013年投資40億歐元用于電網(wǎng)建設,并發(fā)布了2016年電網(wǎng)規(guī)劃方案,如圖7所示。在西北部的加利西亞(Galicia)至阿斯圖里亞斯(Asturias),新建約500km的400kV線路；南部的穆爾西亞(Murcia)至安達魯西亞(Andalucia),新建約650km的400kV線路；中部的曼薩納雷斯(Manzanares)至布拉薩特塔斯(Brazatortas),新建約500km的400kV輸電線路。
圖7 2016西班牙電網(wǎng)規(guī)劃
⑦成立可再生能源電力控制中心,加強風電實時集中監(jiān)控力度
為了實現(xiàn)最大程度吸納風電的同時,確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,2006年6月REE成立了世界上第1個可再生能源電力控制中心(CECRE)。CECRE是國家電力調度控制中心(CECOEL)的下屬運行部門,專門負責對全國可再生能源發(fā)電進行調度控制。西班牙法律要求風力發(fā)電公司必須成立實時控制中心,所有裝機容量在1萬kW以上的風電場的實時控制中心必須與CECRE直接互聯(lián)。這些控制中心負責每12s向CECRE上報有功功率、無功功率、電壓、溫度、風速等風電場運行數(shù)據(jù),并根據(jù)CECRE的調度指令,調節(jié)風電出力,在15min內(nèi)達到相關要求。為了維持系統(tǒng)穩(wěn)定,在某些特定情況下,有權切除部分風電或要求風電場降出力運行,如2008年3月4日由于低電壓切負荷不得不同時切除50萬kW風電,11月2日負荷很小從而不得不限制風電出力。CECRE的成立及成功運行,極大地提高了電網(wǎng)公司對風電的實時監(jiān)控能力,有效降低了瞬時風電波動對電網(wǎng)的影響,確保了西班牙電網(wǎng)的安全運行。
三 對促進我國風電快速健康發(fā)展的啟示
我國風電在未來仍將保持較快發(fā)展,風電和其他電源與電網(wǎng)的協(xié)調發(fā)展政策、機制都是十分關鍵的問題。隨著風電裝機和并網(wǎng)規(guī)模的快速增長,電力系統(tǒng)的整體成本將上升,電網(wǎng)安全問題趨于復雜。為促進我國風電大規(guī)模集中開發(fā)和跨區(qū)消納,需要政府、風電開發(fā)商、電網(wǎng)企業(yè)、其他發(fā)電企業(yè)共同做出努力。西班牙風電大規(guī)模發(fā)展的經(jīng)驗對我國主要有以下啟示。
①制定合理的發(fā)展規(guī)劃并嚴格遵照執(zhí)行
西班牙在歐盟總體目標的框架下制定了本國風電中長期發(fā)展規(guī)劃,明確了每年的裝機增長量,并且嚴格按照規(guī)劃落實建設項目和配套工程,保障了風電與電力系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展。建議我國加強全國電力的統(tǒng)一規(guī)劃,做到全國規(guī)劃與地方規(guī)劃的有機統(tǒng)一,風電場與電網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調進行。嚴格落實規(guī)劃目標,防止風電的無序開發(fā)。
②電源結構和調峰能力影響風電并網(wǎng)和消納
西班牙電力系統(tǒng)備用電源充足,在風電快速發(fā)展過程中,大批燃氣發(fā)電、水電等調峰性能良好、運行靈活的電源是支撐風電迅猛發(fā)展和保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要基礎。我國應結合風電基地布局,統(tǒng)籌規(guī)劃調峰電源和調節(jié)性能良好的發(fā)電機組建設,建立完善峰谷電價制度和輔助服務補償機制。
③加強骨干網(wǎng)架建設促進風電大規(guī)模開發(fā)及消納
堅強電網(wǎng)是風電大規(guī)模開發(fā)和遠距離輸送的物理載體。西班牙近年來加快400kV骨干網(wǎng)架及跨國互聯(lián)線路建設,實施大型風電場送出工程,促進了風電的跨區(qū)乃至跨國消納。我國風電基地主要集中在“三北”地區(qū),就地消納能力不足,必須建設強大的跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng),特別是加強送出地的骨干網(wǎng)架建設,提高風電的消納市場范圍。
④強化風電功率預測管理實現(xiàn)廠(場)網(wǎng)協(xié)調發(fā)展
西班牙通過提高風電功率預測水平,建立風電功率預測考核機制等措施,有效保障了廠(場)網(wǎng)協(xié)調和電網(wǎng)安全。建議我國在風電并網(wǎng)管理辦法或相關細則中明確對風電功率預測的技術及管理要求,建立風電場功率預測管理制度和獎懲機制,將安裝使用功率預測系統(tǒng)作為強制性規(guī)定。進一步完善風電功率預測模型和軟件,提高我國風電功率預測水平。
⑤提高電力系統(tǒng)對風電的調度水平促進風電并網(wǎng)
在風電裝機比例持續(xù)增長,電網(wǎng)調度、運行難度增大的條件下,建議我國各級電力調度機構進一步加強對風電運行控制和優(yōu)化調度的研究,借鑒西班牙在風電場集中監(jiān)控和可再生能源調度管理中采用的先進技術和積累的成功經(jīng)驗,加強專業(yè)化隊伍建設,提升電力系統(tǒng)對風電的專業(yè)化調度水平。
以上內(nèi)容摘自絲路印象(www.miottimo.com)
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