电网调度应告别“大锅饭”
2013-04-18李志刚
文/李志刚
截至2012年末,全国风电装机总容量为6226万千瓦,年发电量约1004亿千瓦时,中国风电装机总量占全球风电装机总量的23%,位居世界第一。2012年全国风电年发电量1004亿千瓦时,相当于节约燃煤3286万吨标准煤、节水1.67亿吨,减少排放二氧化碳8434万吨、二氧化硫22.8万吨、烟尘4万吨、氮氧化物24.2万吨,风电发展为中国环境保护、经济可持续发展做出了不可磨灭的贡献。但与此同时,风电消纳困难、弃风电量逐年增加的问题也突显出来。据统计,2012年全国风电平均利用小时数为1890小时,比2011年的1920小时减少了30小时,弃风率达到20%,弃风电量超过200亿千瓦时,电费直接损失100多亿元人民币,相当于浪费8000万吨水,增加排放1700万吨二氧化碳、4万吨二氧化硫、8000吨烟尘、4.8万吨氮氧化物。其中,“三北”地区是弃风限电的重灾区,年风电平均利用小时数大幅下降,其中蒙东、吉林等地区限电问题尤其严重,冬季供暖期限电比例已经超过50%。内蒙古、甘肃酒泉、河北张家口坝上等地区电网运行限电比例平均达20%以上。如何合理平衡地区负荷,优化风电调度,按照《可再生能源法》的要求对风电进行全额保障性收购,已成为全国各省、市、自治区电网公司当前面临的一项严峻课题。
电网调度中的公平性问题
我国“三北”地区拥有优良的风能资源,全国86%的风电机组聚集于此,成群连片的雄伟的“大风车”构成了“三北”地区特有的景观。风电发展虽已超过20年,但“三北”地区各省、自治区电网对风电的调度却仍在实行简单的“一刀切”方式,即按照电网可消纳的负荷,平衡各风电场年可利用小时数。通过对阶段性利用小时高的风电场进行限电,来提高低于平均利用小时数的风电场的发电量,从而在年终时使各风电场利用小时数基本平衡。
这看似公平的调度方式仍属于“大锅饭”的范畴。忽视资源禀赋差异、盲目追平各风电场利用小时数,将造成大批风况好、设备好、管理好的风电场被迫弃风。如在“十八大”期间,某省某区五家风电场由于电网电压突降,造成该区四家风电场三分之二的机组脱网,而唯一未有风电机组脱网的风电场却是年利用小时较高而被限电的风电场。面对电网“一刀切”的调度方式,一方面各风电企业争作营销工作、抢发电量,忽视设备管理,在填补平均利用小时数的过程中,更易出现设备故障;另一方面,风电企业盲目扩大规模,对选址、设备选型不进行认真论证,投产后设备故障频发,造成电网负荷不稳定。
大规模的弃风限电,是风电健康发展的最大障碍,需高度重视并采取有效措施尽快解决,这是一个毋庸置疑的大前提。当然,“三北”地区的电网结构、电源布局和负荷特点也在客观上制约着限电问题解决的进程。在“弃风限电”形势依然严峻的情况下,更应该建立一套能够体现效率与公平的调度规则,对发电企业主动提高管理水平、优化运维方案起到正面的引导作用。
改变风电调度理念的必要性
1、风电投资商根据风能资源状况和地形等具体条件,在效益最大化目标的指导下,在选址、设备选择等方面追求度电成本最小化,是有利于风电健康发展的明智之举。
2、在理应彻底解决弃风问题的基本原则下,短期内无法解决该问题时,通过优化调度减少对发电企业的伤害、引导风电企业间的良性竞争、促进行业健康发展,具有重要意义。
3、优化风电调度的核心是转变过去“结果公平”的片面公平观,通过“规则公平”体现奖优罚劣的公平理念。
4、实现上述转变,可以促进风电企业积极使用技术先进、性能优越的设备,有利于刺激风电企业革新技术和改进管理,可以为发电企业积极利用电网消纳条件好的时段多发风电营造良好的市场机制。
具体建议
1、在当前无法立刻解决弃风问题的前提下,正视各风电场设备运行状况,按“可调容量等比例限电”的调度模式进行调度。
各风电企业设备选型不同,设备运行状况也不尽相同,设备“随时可调”是反映一个风电场综合管理水平的直接体现。作为电网调度,对风电负荷调度时应考虑各风电场可调容量,即可调容量大的风电场可获得优先调度,为了方便电网方面掌握各风电场设备运行情况,由各风电场按一定比例选择几台标杆机组,每月向电网调度报送标杆机组的各项数据。通过对各风电场可调容量的调查,合理分配负荷,保证在紧急情况下随时提高或降低地区负荷,保证电网运行平稳,发挥风电维护电网稳定的重大作用。
2、综合分析各风电场运行情况,分级管理,按实际情况合理分配负荷。
一些管理好、设备好、风况好的风电场在年初利用小时便排名靠前,由于电网公司实行的是风电“一刀切”调度思想,到年底电网调度部门便开始对利用小时高的风电场进行限电,刻意追平各风电场利用小时数,最终只为“抢饭吃”,而不去加强设备治理,提高设备可利用率,从而造成设备故障频繁,应发不能发,给电网和风电企业造成极大损失。各级电网公司应综合分析各风电场年平均风速、海拔、地貌、设备运行等情况,实行分级管理,按照各风电场总体情况合理安排出力,避免出现盲目追平各风电场利用小时而进行“一刀切”的政策。本项措施一是为了在完全解决弃风这项原则问题前,尽量降低风电的弃风率,二是加强电网运行安全。
3、实行风电综合评价机制
积极收集上一年各风电场数据,建立各省、自治区电网风电指标数据库,该库包含上年末容量、地势、海拔、年平均风速、利用小时数、设备可利用率等内容,同时建立违反调度指令次数、脱网事故次数等数据库,每年或每季度进行一次综合比对,结合风电分级,形成风电综合评价平台,并在网络上进行公示。风况好、设备可利用率高的风电场在地区负荷较低或重大节日期间可优先安排负荷。这样各风电场就能够将违反调度指令、争发抢发电量的注意力转移到设备管理、维护电网稳定上来。
4、信息公开
完善风电调度平台,建立地区电网负荷预警系统,若遇电网事故或其他特殊情况,调度平台自动根据风电场所处地区及时发布预警信息,合理安排负荷,使各发电企业了解电网当前状况,避免各场盲目抢负荷,阻碍调度正常工作,导致电网、风电场矛盾激化,给电网运行造成不安全因素。