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促进我国分散式风电发展的政策研究

2013-01-04王彩霞李琼慧

风能 2013年9期
关键词:分散式电价风电场

王彩霞,李琼慧

(国网能源研究院,北京 100052)

促进我国分散式风电发展的政策研究

王彩霞,李琼慧

(国网能源研究院,北京 100052)

近年来,为推动我国清洁能源战略实施发挥重要作用,我国以大型风电基地为主要形式的风电迅猛发展。但随着局部地区风电接入水平提高,风电消纳难题日益严峻。在资源不太丰富地区发展分散式风电、集中开发与分散开发并重,成为我国风电发展的新思路。本文结合我国分散式风电开发的思路与特点,借鉴国外分散式风电开发相关经验,研究促进我国分散式风电科学有序发展的政策措施。

分散式;风电;经验;政策

0 引言

近年来,我国风电迅猛发展,主要以大型风电基地的形式、按照大基地融入大电网的思路进行开发建设,为推动国家清洁能源战略实施发挥了积极作用。但是,随着我国风电装机规模的扩大,特别是局部地区风电装机占系统负荷的比重增大,大规模集中式风电开发潜藏的一些技术和管理方面的问题和矛盾日益显现,主要包括风电消纳和安全等方面。在此背景下,在建立大基地融入大电网促进了风电规模化发展的同时,鼓励发展分散式风电项目,支持在资源不太丰富的地区发展低风速风电场,成为当前我国风电产业发展的新热点。

分散式风电是以分布式电源形式分布在配电网络中的单个风电机组或以此组成的小型风电场,其规模一般在几十千瓦到几十兆瓦之间,所产生的电力就近接入当地配电网进行消纳,不以大规模远距离输送电力为目的,不同于直接与输电网连接的大中型风电场(50MW及以上)。

分散式风电和分布式发电既有区别,又有联系。两者的共同点为位于负荷附近,装机规模小、电能就地接入配电网进行消纳,区别在于分布式发电主要满足自身用电需求,而分散式发电则为公共电厂性质,将全部电力送入电网。相比大规模集中开发,分散式开发可以降低成本,分散电网的事故风险并缓解消纳瓶颈,适合电网结构好、土地面积有限的地区。

1 我国分散式风电发展概况

我国分散式风电目前处于起步阶段。国家能源局在《可再生能源发展“十二五”规划》中首次提出可再生能源的开发应坚持集中开发与分散利用相结合,形成集中开发与分散开发、分布式利用并进的可再生能源发展模式;对于未来风电的发展要在加快千万千瓦级风电基地建设同时,积极推进内陆分散的风能资源利用。此外,2011年以来,国家能源局先后出台了《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》 (国能新能[2011]226号)、《分散式接入风电项目开发建设指导意见》(国能新能[2011]374 号)等[1-2],明确分散式接入风电项目的定义、接入电压等级、项目规模等,并对项目建设管理、并网管理、运行管理等进行了严格的规定。目前各地正积极按照国家能源局关于分散式风电开发建设文件精神开展分散式风电项目规划和开发。

截至2012年5月底,国家电网公司经营区域内已接入35kV及以下电压等级的分散式风电装机容量达到480MW,发电量978GWh,年平均利用小时数为2037h。各区域分散式风电装机容量及发电量占比情况如图1、图2所示。

2 我国分散式风电发展思路

2.1 发展思路

按照《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》(国能新能[2011]226号),我国近期分散式风电开发的主要思路与边界条件如下:

(1)以分散方式多点接入低电压配电系统的风电机组,设计上应满足国家有关技术标准、运行安全、环境保护和土地使用等规定,其运行服从电网系统的统一调度。

(2)分散式开发风电机组接入的配电设施布局分散、数量较多,宜采用分地区或分县域打捆开发的方式,初期适当限制投资方数量,确保项目开发的有序进行和电力系统的运行安全。

(3)初期阶段仅考虑在110kV(东北地区66kV)、35kV和10kV 3个电压等级已运行的配电系统设施就近布置、接入风电机组,不为接入风电而新建变电站、所,不考虑升压输送风电,风电装机容量原则上不高于接入变电站的最小负荷水平。风电机组的单机容量可视具体情况灵活选用。

(4)电网企业对分散式多点接入系统的风电发电量应认真计量、全额收购。风电发电量的电价补贴执行国家统一的分地区补贴标准。

2.2 项目开发条件

按照国家能源局《分散式接入风电项目开发建设指导意见》(国能新能[2011]374 号),分散式接入风电项目应具备以下条件:

(1)应充分利用电网现有的变电站和线路,原则上不新建高压送出线路和110kV、66kV变电站,并尽可能不新建其他电压等级的输变电设施;

(2)接入当地电力系统110kV或66kV降压变压器及以下电压等级的配电变压器;

(3)在一个电网接入点接入的风电装机容量上限以不影响电网安全运行为前提合理确定,统筹考虑各电压等级的接入总容量,并鼓励多点接入;

(4)除示范项目外,单个项目总装机容量不超过50MW。

图1 各区域分散式风电装机容量分布图

图2 各区域分散式风电发电量分布图

3 国外分散式风电发展概况与政策经验

3.1 国外分散式风电发展概况

(1)丹麦

丹麦电网是北欧电网的一部分,输电网主要由400kV和132/150kV输电线路以及与挪威、瑞典、德国的互联线路组成。丹麦配电网为100kV以下电网,主要有30 kV-60kV,10 kV-20kV,400V等电压等级。

丹麦风电机组主要并入配电网,接入20kV或更低电压配电网的风电装机容量约占全国风电装机总量86.7%,接入30 kV-60kV的电网的占3.1%。大型近海风电场直接并入输电网(132 kV-150kV),占全国风电装机总量的10.3%。丹麦风电场接入电压等级如表1所示[3]。

丹麦风电接入情况主要与丹麦风电发展历史阶段以及风电发展规划等相关[4]。丹麦风电的正式发展起步于20世纪70年代石油危机之后。受当时风电机组技术限制,机组规模较小,一般就近接入配电网。此外,丹麦早期的各种优惠政策鼓励个人联合投资开发风电,且在风电开发中注重风电机组对城市规划以及自然景观的影响,因此社区周围分散且规模较小的风电场较为常见。近年来,随着丹麦内陆风电开发资源的饱和,海上风电场建设加快。丹麦未来60%的风电场将直接并入132kV甚至400kV输电网,如罗德桑德II期海上风电场建成后将升压至132kV后并入陆上输电网。

(2)德国

德国电网电压等级共分为7级,分别为380kV、220kV、110kV、60kV、36kV、6kV和0.4kV。德国陆地风电场装机规模较小,基本连接到6kV-36kV或110kV电压等级的配电网,以就地消纳为主。随着未来风电装机容量的扩大,将考虑并入到较高的电压等级上,如220kV及以上电网。德国未来海上风电场将接入220/380kV输电网,与其他国家的电网互联也为开发大型的海上风电场创造了条件。

(3)西班牙

西班牙电网以400kV和220kV为骨干网架,已形成全国联网,并与欧洲的四个国家互联。西班牙风能资源主要集中在北部和南部的沿海区域,风电场以成片开发的大中规模电场为主,但其电力负荷主要集中在中部的马德里和东部的巴塞罗那地区,大量风电需要跨地区输送。西班牙400kV线路主要分布在北部、中部和东部,基本与大型风电场布局相适应。

表1 丹麦风电场接入电压等级

从上面的分析可见,国外在风电开发上不显著区分集中开发和分散开发,一般根据资源条件、负荷分布、电源规划等情况,确定风电场的开发规模,并接入合适的电压等级。因此,国外没有明确的分散式风电概念。但从国外风电的开发利用情况来看,丹麦、德国等欧洲国家有一定比例的风电开发规模较小,接入低压配电网,类似于我国对分散式风电的定位。西班牙、美国等由于风能资源与负荷中心分布的不均衡,小规模风电开发比例较低,多为大型风电场开发,通过输电网外送到负荷中心,类似于我国的集中开发。

3.2 国外风电发展政策经验

目前,国内外尚无针对分散式风电发展的政策出台,相关政策要么针对所有类型的风电,要么针对包括光伏发电、天然气发电等在内的分布式电源。对于分布式电源,相关政策主要针对分布式发电投资主体多为用户且主要满足用户自身用电需求、与电网存在并网不上网、并网且上网等多种并网方式的特点,制定相关的上、下网结算政策、备用容量费政策、接网费政策等。根据我国分散式风电的特点—公共电厂性质,且全部电力送入电网,因此针对分布式电源的政策对分散式风电适用性不强。这里主要梳理国外风电相关政策[5-6],为我国促进分散式风电健康发展政策研究提供借鉴。

(1)总量目标

在保障能源安全、应对气候变化、创造经济增长点等因素驱动下,许多国家制定了可再生能源中长期发展目标,结合本国资源特点,进一步细分为风电等各类可再生能源发展目标。为了实现风电与电力、能源及经济系统的协调发展,很多国家都制定了阶段性发展目标且注重风电均衡有序发展。例如德国政府通过逐年滚动下调新建项目的上网电价水平,使年度新增容量保持在1.5GW-2.5GW。西班牙实行风电预分配登记制度,预先对年度新增规模进行划定,未纳入规划的风电场一律不享受补贴,以此使该国近10年风电快速发展期间的年度新增规模基本保持在1GW-2GW。

(2) 电量收购

在风电发展初期,国外多采用发电量强制上网等政策激励风电发展,这对于保障风电接入、实现规模化增长起到了积极作用。随着发展规模的不断扩大,许多国家对风电上网收购办法进行了调整,目前许多国家风电上网收购办法已经调整为“优先收购”,在电力系统紧急运行情况下,可以限制风电出力。例如德国《可再生能源法》(2004年版)和《可再生能源法》(2012年版)都规定,如果发电设施在电网超载时不能减少其发电量,则电网运营商可以不履行可再生能源电力优先并网的义务。同时,可再生能源发电商为了将发电设施并入电网,可与电网运营商达成不优先收购的协议。《可再生能源法》(2012年版)还规定,电网在过载等紧急情况下可以限制100kW以上可再生能源发电机组的出力。西班牙通过风电控制中心实时调整风电出力,并规定在某些特定情况下,电网公司有权切除部分风电或要求风电场降出力运行。

(3) 上网电价

国外风电上网电价政策不存在完全统一的模式,但从应用范围和实施效果来看,政府强制要求电网企业在一定期限内按照一定电价收购电网覆盖范围内风电发电量的固定上网电价政策是应用最为广泛、最常见的电价模式。国外典型国家的固定上网电价机制具体包括定价机制和调整机制两个方面。

定价机制主要考虑发电项目的实际成本,与资源状况、装机容量、新技术应用等因素有关,重点是体现公平原则。德国根据实际风电机组发电量与参考风电机组发电量的比值关系确定该机组享受高初始电价的年限,比值越小,享受高初始电价的年限越长。此外,德国对于2015年之前投运的、能够提供系统服务的风电场给予额外电价奖励。

调整机制既反映发电成本的变化,也与市场变化、本国规划目标、成本控制目标相一致,旨在实现可再生能源均衡有序发展。例如,为避免出现过度激励,一些欧盟国家建立上网电价定期评估和下调机制。德国陆上风电上网电价每年下调1.5%。西班牙对可获得电价补贴的风电场满负荷运行小时数做了限制性规定,对于发电小时数超过规定小时数的风电场,超出部分不再享受政府电价补贴。

(4) 成本费用分摊

风电开发利用成本高于常规电源,因此需要给予较高上网电价等激励政策促进其发展。由于风电发展的最终受益者是全社会,因此国外普遍采用全社会成本分摊机制解决风电发展的补贴资金筹集问题。从成本分摊承担主体来看,大致可以分为3类:(1)向终端电力用户征收可再生能源电价附加,如德国;(2)由国家公共财政提供资金,如西班牙;(3)通过向化石能源生产者征税筹集,如英国。

4 我国分散式风电发展政策建议

4.1 我国风电发展政策

随着2005年《中华人民共和国可再生能源法》的颁布和实施,我国风能产业发展迅猛,已由起步阶段进入快速发展阶段。经过近几年的不懈努力,我国已经初步构建了促进风电发电发展的政策法规体系,涵盖了可再生能源发展总量目标、收购制度、分类电价以及行业管理等政策。

4.1.1 总量目标政策

根据《可再生能源法》(修正案),国务院能源主管部门根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,制定全国可再生能源开发利用中长期总量目标。依据总量目标制度要求,国家能源局陆续出台了《可再生能源发展“十二五”规划》、《风电发展“十二五”规划》(国能新能[2012]195号)等。

4.1.2 全额保障性收购制度

根据《可再生能源法》,电网企业应当与按照可再生能源开发利用规划建设,依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议,全额收购其电网覆盖范围内符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。发电企业有义务配合电网企业保障电网安全。由于风电具有随机性、波动性的特点,“全额收购”可再生能源发电客观上难以实现。《可再生能源法》(修正案)将“全额收购”修改为“全额保障性收购制度”,但缺乏明确的释义,没有具有可操作性配套实施办法。

4.1.3 分类价格制度

2003年以前风电项目上网电价实行政府定价,各地价格主管部门批准后,报国家物价部门备案;2003年-2009年实行审批电价与特许权招标电价“双轨制”电价,特许权招标项目按照招标形成的价格确定,未进行招标的省(市、区)仍沿用政府定价;2009年8月1日,国家发改委出台的《关于完善风力发电上网电价政策的通知》确定了分资源区制定陆上风电标杆上网电价的新的风电电价机制。按风能资源状况和工程建设条件,将全国分为四类风能资源区,相应制定风电标杆上网电价。

4.1.4 费用分摊制度

根据《可再生能源法》(修正案)电网企业依照上网电价收购可再生能源电量所发生的费用,高于按照常规能源发电平均上网电价计算所发生费用之间的差额,由在全国范围对销售电量征收可再生能源电价附加补偿。电价附加标准由国务院价格主管部门报经国务院同意后核定征收。2006年国家发改委确定的电价附加标准为每千瓦时1厘钱,在销售电价中附加收取;2008 年7 月1 日将附加标准提高到2厘钱;2009年底调至4厘钱;2011年根据《国家发展改革委关于调整东北电网电价的通知》中关于提高可再生能源电价附加标准的有关规定,可再生能源电价附加标准提高至每千瓦时8厘钱。

4.1.5 专项资金制度

建立专项资金制度主要解决可再生能源发电的额外成本问题,其他可再生能源开发利用的资金瓶颈仍需要专门的渠道解决,因此我国《可再生能源法》中提出设立可再生能源专项资金,专门用于费用分摊制度无法覆盖的可再生能源开发利用项目的补贴、补助和其他形式的资金支持。国家财政设立可再生能源发展基金,资金来源包括国家财政年度安排的专项资金和依法征收的可再生能源电价附加收入等。

4.1.6 行业管理政策

《可再生能源法》颁布实施后,国家能源局、财政部、电监会等陆续出台了一系列配套政策法规,进一步细化制定了可再生能源发电方面的配套管理和实施办法,明确了项目管理制度、优先收购原则和相应的监管办法、调度运行管理、相关技术规范和标准等,对可再生能源的开发利用起到了规范和促进作用。

(1)项目管理政策

2006年,国家发改委颁布《可再生能源发电有关管理规定》,对可再生能源发电的行政管理体制、项目管理和发电上网等作了进一步明确的规范。

2011年,国家能源局颁布《风电开发建设管理暂行办法》,对风电场工程的建设规划、项目前期工作、项目核准、竣工验收、运行监督等环节提出管理要求,明确规定省级政府投资主管部门核准的风电场工程项目,须按照报国务院能源主管部门备案后的风电场工程建设规划和年度开发计划进行,有力推动地方规划及项目建设与国家规划的衔接。

(2)优先收购管理政策

2007年,国家电监会下发了《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》,规定对于电网覆盖范围内的水力、风力、生物质、太阳能、海洋能和地热能发电6种可再生能源发电企业,今后电网企业必须优先全额收购其上网电量。除大中型水力发电外,可再生能源发电机组不必参与上网竞价,电网企业需优先收购并安排调度。

(3)调度运行管理政策

2010年12月,国家能源局出台了《风电机组并网检测管理暂行办法》,暂行办法要求自2011年1月1日始,新核准的风电场项目安装并网风电机组,必须通过检测符合相关技术规定才能并网运行。

2011年6月,国家能源局颁布《风电场功率预测预报管理暂行办法》,要求所有已并网运行的风电场必须建立风电预测预报体系和发电计划申报工作机制,未按要求报送风电预测预报结果的风电场不得运行并网。2012年2月出台《风电功率预报与电网协调运行实施细则(试行)》,对风电场功率预测预报管理进行了详细规定和说明。

4.2 促进我国分散式风电有序发展的政策建议

4.2.1 存在的问题

从我国风电政策的实施效果来看,一方面,风电总量目标、收购制度、上网电价机制及配套的费用分摊、专项资金等政策极大地促进了我国风电的规模化发展,但另一方面,通过与国外相关政策的对比,结合我国分散式风电特点和布局,我国风电政策存在如下问题:

(1)考虑分散式风电开发的资源条件和装机容量,现有风电定价机制设计还比较粗放,无法反映分散式风电实际成本。

风电项目在资源条件、装机容量、风电技术、运行维护等方面的不同,将引起风电度电成本的差异。对于分散式风电,按照《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》(国能新能[2011]226号),风电发电量的电价补贴执行国家统一的分地区补贴标准。根据我国分散式风电开发的布局和单个项目建设规模,分散式风电将主要集中于中部和南部等风能资源一般的第四类风资源区。考虑到第四类风资源区覆盖范围广,不同地区风能资源差异仍然较大,且分散式风电单个项目规模较小(不超过50MW),安装机组数量较少,风电开发单位成本相对较高,因此现有电价可能无法反应风电实际成本,存在电价激励不足的问题。

从国外风电电价政策来看,虽然德国、西班牙等欧洲国家没有明确区分风电的集中和分散开发方式,也没有针对集中开发和分散开发的风电出台不同的政策,但其在风电上网电价机制中均精细化地体现了不同资源条件、装机容量等风电电价方面的差别。如在德国,几乎没有任何两台风电机组的上网电价是相同的。德国根据实际风电机组发电量及参考风电机组发电量的比值关系确定机组享受高初始电价的年限,比值越小,享受高初始电价的年限越长。此外,对率先使用新技术的发电项目给予额外补贴。这就鼓励了风电开发商在不同风能资源区因地制宜开发风电,且根据需要采用新的风电机组技术。

(2)针对分散式风电的全额收购制度还需要分散式风电开发总量以及配电网接纳能力进一步协调。

按照《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》(国能新能[2011]226号),电网企业对分散式多点接入系统的风电发电量应认真计量、全额收购。优先收购可再生能源电量是电网企业义不容辞的责任,电网企业应当千方百计最大限度地收购风电。同时,从现有大型集中风电场的并网消纳情况来看,电网接纳风电的能力与电源结构、运行灵活性、负荷水平等多种因素有关。由于我国大型风电开发规划与电网规划不协调、风电规划与常规电源规划不协调等因素,保障我国大型风电场的风电全额收购存在较大难度。这也是《可再生能源法》(修正案)将“全额收购”修改为“全额保障性收购制度”的原因。借鉴集中开发风电消纳的经验与教训,对于分散式风电的电量收购应当综合考虑分散式风电开发潜力以及配电网的分散式风电接纳能力,制定合理的分散式风电开发总量目标,保证全额收购制度切实可行。目前,我国尚未出台分散式风电开发的总量目标,而在全额收购制度的激励下,分散式风电开发的热情较高,因此,需要尽快完善总量目标及相关配套政策,保证分散式风电的规范有序开发。

从国外风电开发经验来看,一方面,国外普遍制定了总量目标与上网电价衔接的动态调整机制,根据开发情况,适时调整补贴情况,保证风电有序开发;另一方面,国外也已将风电发展初期的全额收购制度调整为“优先收购”,允许电网根据运行情况限制风电出力。

4.2.2 有关建议

(1)精细化制定分散式风电电价政策,体现不同项目在资源条件、开发容量、运行维护等方面的差异性引起成本差异。

根据分散式风电开发的资源条件、项目开发容量、运行维护等情况,在一定的投资回报水平下确定分散式风电合理的上网电价水平,进一步细化同一资源区风电项目定价机制,体现不同项目在资源条件、开发容量、运行维护等方面的差异性引起成本差异。

(2)综合考虑配电网接纳能力,制定合理的分散式风电开发总量目标与收购制度。

借鉴集中风电开发的经验与教训,综合考虑分散式风电发展与配电网规划、当地负荷水平、配电网运行安全水平等的协调,制定合理的分散式风电开发总量目标,并根据电网接纳能力,确定合理的电量收购制度。

5 结论

从我国风电政策的实施效果来看,一方面,风电总量目标、收购制度、上网电价机制及配套的费用分摊、专项资金等政策极大地促进了我国风电的规模化发展,但另一方面,结合我国分散式风电特点和布局,我国现有政策还存在定价机制设计比较粗放,可能无法反映分散式风电实际成本,以及针对分散式风电的全额收购制度还需要分散式风电开发总量以及配电网接纳能力进一步协调等问题。

为促进我国分散式风电科学有序发展,建议精细化制定分散式风电电价政策,体现不同项目在资源条件、开发容量、运行维护等方面的差异性引起成本差异。综合考虑配电网接纳能力,制定合理的分散式风电开发总量目标与收购制度。

[1] 国家能源局,《国家能源局关于分散式接入风电开发的通知》(国能新能[2011]226号),2011.

[2] 国家能源局,《分散式接入风电项目开发建设指导意见》(国能新能[2011]374 号),2011.

[3] Wind power to combat climate change: How to integrate wind energy into the power system. Energinet.dk. http://energinet.dk/ SiteCollectionDocuments.

[4] Preben Maegaard. Danish Renewable Energy Policy. http://www.wcre.de/en/images/stories/ pdf.

[5] 蒋丽萍,王乾坤. 风电发展政策的国外实践与借鉴. 中国电力,45(10): 7-11.

[6] 王乾坤,蒋丽萍,李琼慧. 欧盟可再生能源发电上网电价机制及对我国的启示. 可再生能源. 2012, 30(12): 109-113.

Study of the Policies to Facilitate Decentralized Wind Power Development in China

Wang Caixia, Li Qionghui
(State Grid Energy Research Institute, Beijing 100052, China)

In recent years, there has been very fast development in China in the form of large wind bases. It has played an important role in implementing the clean energy strategy in China. However, with high penetrations of wind power in part areas, wind power integration is becoming a critical challenge for wind power development. Therefore, Promoting decentralized wind power development in less rich wind areas has been proposed as future wind power development strategy along with large wind bases development. Considering the development strategy and characterisics of decentralized wind power in China, this paper references international experiences on decentralized wind power policies and studies policies to promote healthy decentralized wind power development in China.

decentralized; wind power; experience; policy

TM614

A

1674-9219(2013)09-0046-07

2013-06-03。

王彩霞(1985- ),女,工学博士,研究方向为新能源并网分析,电力系统优化运行。

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