东北地区弃风电力消纳问题研究

摘要：文章针对东北地区的风电现状进行了分析，并结合东北电网的实际情况分析了当前东北电网弃风消纳存在的问题，指出风电发展和电网建设不匹配、风电发展与电网建设速度不同步、系统面临的调峰压力大和风电并网的相关政策法规不完善是东北电网弃风消纳存在的主要问题，最后在分析的基础上提出了相应的对策建议。

关键词：弃风电力；弃风消纳；东北电网；系统调峰；电网建设 文献标识码：A

中图分类号：TM711 文章编号：1009-2374（2015）17-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.070

1 概述

风能是储量非常大的清洁能源，在风力发电的过程中，并不消耗任何现有能源，且对大气和地区环境没有任何污染，因此风力发电在我国得到极大的发展，但是由于风能本身的随机性和间歇性的特点，导致风力发电表现出反调峰特性，在风电大规模并网后，其反调峰特性的影响就会对调峰能力提出更大需求，因此，风电并网后，由于不能和整个电网系统性的调峰需求一致，导致风电的消纳能力大大降低，直接导致了弃风限电的现象在各地频发。

东北地区作为我国风能资源最丰富的地区之一，预计到2016年东北电网风电装机将超过2600万千瓦，占总装机的比例超过20%。然而，到2016年东北电网消纳风电的能力却不到1800万千瓦，所以东北电网仅靠自身电网无法消纳规划开发的风电。导致东北地区风电消纳问题极为突出，一方面原因是，东北风资源较为集聚且整体规模较大，同时远离负荷中心，市场需求量较小，导致东北地区当地风电消纳能力很差；另一个原因是，风力发电有随机性和间隙性的特点，所以风电消纳并网，就需要建设配套的调峰电网，使得整个电网系统性的调峰一致，但是，在东北地区，由于历史上主要靠火电供应，而火电的调峰能力很差，因此东北地区的弃风消纳问题，一直是限制东北地区风电发展的关键性因素。

2 东北电网弃风消纳存在的问题

2.1 风电发展和电网建设不匹配，大大影响弃风的消纳能力

东北地区风电发展和电网建设不匹配，直接影响了弃风的消纳能力，由于东北电力发展规划和建设的盲目性，导致风电项目建设并没有形成一个完整统一发展规划，风电发展的配套输变电工程没有及时纳入统一发展规划，使得风电送出工程施工顺序很难妥善安排，系统的工程建设更是难以保证。风电发展只重视建设，消纳方向不明确，导致风电从建设初期就面临着难以接入整体电网的问题，即便接入之后，又因为配套工程建设不到位，使得风电发展后，东北地区目前的风电装机比重超过已达20%，但是受本地市场消纳能力、区域性调峰能力受限、远距离电力输出建设较差等制约，产生大量弃风，其消纳问题越来越严重。

2.2 风电本地消纳空间受限，跨区输电能力不足

目前，东北地区风电消纳主要集中在省内，但是东北地区电网本身的火电装机已经有富余，且负荷水平高，电力消费能力不高，而往东北地区周围输送电力，又面临着跨区输电能力不足的严重问题，再加上大规模风电装机容量的快速增长滞后、跨区输电网架结构建设等原因，导致没有足够的电力输送通道将风电跨区往外省输送。

2.3 风电发展与电网建设速度不同步

目前，在东北地区风电项目建设初审工作流程短，再加上建设周期相对较短，使得风电在短时间内大规模集中增加，但是其相应的电网配套项目前期审批流程长、审批程序复杂，且面临建设周期较长的问题，使得风电发展与电网建设速度不同步，同时部分公司存在违规分拆风电项目申请，集中上马风电建设项目，使得局部风电接入集中，一些风电项目也不同程度地存在提前启动的现象。这些因素相互叠加，造成了大量的风力发电项目建设完成后，也无法及时或完全并入国家电网，进一步使东北地方弃风电量增加。

2.4 系统面临的调峰压力日益增大

东北地区具有丰富的煤炭资源，决定了东北地区以煤电作为其主电力的结构。2014年东北地区煤炭总装机发电容量中，调峰能力不足的供热机组装机量超过20%。此外，东北地区水电装机中调节性水电机组所占比重很小，因此东北地区的电力结构，直接导致了东北地区系统统调峰能力不足的问题。而随着风电的大规模发展，其调峰体系面临的压力越来越大，特别是反风电调峰特性显著增加了电网调峰的难度。

目前，由于缺乏对系统调峰能力，东北地区在供热期的系统负荷低谷时段已出现风力发电输出限制现象。而长期以来，东北地区风资源与用电负荷成反向，并且由于冬季供暖需要，东北地区的电力结构，使得东北电网系统调峰压力日益增大，系统调峰容量已无法满足电网需求。原本夏季“逼停”火电的“主将”——风电在冬季只能为火电让路。如冬季加热期间，东北将在冬季少量负荷，加热单元和峰值负载之间产生更大的差异。为满足居民的供暖需求，电网调度任务必须确保负责任的热电供热单位产量依然高于一定水平。在相同的情况下的总负荷，加热期间在给定的风力涡轮机的载荷的空间也会相应减少，这导致了东北冬季风电机组的低功耗利用小时数，消纳能力差。因此，东北地区每年进入12月之后，东北电网最大供电负荷也就逐日攀升，但低谷时段用电负荷非常低，使得弃风限电的频率和时间也大幅增加。

3 东北地区弃风消纳的应对措施

3.1 加强跨区输送电设备建设，使风电跨区往外省输送

根据中国风能资源的分布特点，东北地区的风电比临近的东部地区的其他省份的风能资源更加集聚、容易开发，因此将东北的弃风外送，是东北地区弃风消纳的主要解决途径。东北地区可以将大规模风电送到区域电网内甚至其他区域电网消纳。本文建议加强多省电力联动机制，加强跨区输送电设备建设，大力推进远距离、大容量和低损耗的特高压工程建设，通过“风火打捆”的外送模式，使风电跨区往外省输送。

3.2 电网发展统筹规划

东北地区应该建立电网发展统筹规划，解决风电发展与电网建设速度不同步的问题，同时更好地统筹东北电力发展规划和建设，使风电项目建设形成一个完整统一的发展规划，将风电发展的配套输变电工程及时纳入统一发展规划，加强风电调度规划和监管办法的建设，进一步完善风电保障性收购制度，明确量化的国家和地方风电调度规范和监管措施。

3.3 调整东北地区电力结构，挖掘系统调峰能力

大规模风电并网系统将带来运营成本大幅增加，不断完善配套政策，不断挖掘可进行系统调峰的火电装机调峰能力，使整个东北电网调峰的火电常规调峰能力增加，降低弃风限电的频率和时间。同时科学合理安排电网运行方式，做好发电调度，将风电优先调度，协调电网之间的调度方案，努力实现更长范围内的开机方式优化，形成科学的开停机计划以及备用计划，全面挖掘系统调峰能力。进一步推进建立风电功率预测系统及风电场运行监控系统的建设，提高风电的精细化调度运行水平。充分利用风电场15分钟、小时、日出力输出曲线，为电网调度部门科学精细的调度提供参考。

参考文献

[1] 谢国辉，樊昊.东北地区风电运行消纳形势及原因分析[J].中国电力，2014，（10）.

[2] 唐治平，魏超，张文忠，周璐.基于虚拟平台的绿色电力消纳体系规划与研究[J].硅谷，2014，（22）.

作者简介：臧春生（1988-），男，大唐黑龙江新能源开发有限公司前期管理。

（责任编辑：蒋建华）