分散式风电的发展及现状分析

李 舟

(中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，云南 昆明 650051)

1 分散式风电项目的政策现状

1.1 国能新能[2011]226号

2011年7月20日，国家能源局印发《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)，指出：“随着我国风电产业迅速发展，技术水平不断提高，建设成本不断降低，风能资源技术经济可开发范围不断拓展。根据我国风能资源和电力系统运行的特点，借鉴国际先进经验，在规模化集中开发大型风电场的同时，因地制宜、积极稳妥地探索分散式接入风电 的开发模式，对于我国风电产业的可持续发展意义重大”，该文件首次对分散式风电项目提出了开发思路与边界条件，主要归纳如下：

(1)分散方式多点接入低电压配电系统。

(2)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110 kV(东北地66 kV)、35 kV和10 kV 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，不考虑新建输、变电系统、装机容量原则上不高于接入变电站的最小负荷水平。

(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。

文件提出的以上四项基本要点，对分散式风电项目的定义、开发方式、电压等级及接入方式、装机容量、电量收购及电价政策作出了明确的指导，自此，我国的分散式风电项目开发实际上已经进入了具备实施依据及权威解释的时代。

1.2 国能新能[2011]374号

在经过水规总院、电规总院以及电网公司等相关单位研究并提出与风电分散接入系统相关的技术标准规范要点后，国家能源局于同年(2011年)11月17日发布了《关于印发分散式接入风电项目开发建设指导意见的通知》(国能新能[2011]374号)，进一步强调了分散式风电项目的接入条件和边界，即：“原则上不新建高压送出线路和110 kV、66 kV变电站，接入当地电力系统110 kV或者66 kV降压变及以下电压等级的配电变压器”。另外，该文件对分散式风电项目的装机容量限制首次作出了明确，即“统筹考虑各电压等级的接入总容量，鼓励多点接入，单个项目不超过5万kW”。[2011]374号文除了上述的开发边界和技术要求外，也对分散式风电项目开发的审批单位及相关流程进行了明确，主要的归纳如下：

(1)各省(区、市)能源主管部门在国务院能源主管部门的组织和指导下，负责分散式风电项目的开发规划和建设管理。

(2)分散式风电项目的开发规划和建设管理包括项目选址、前期工作及建设条件论证、项目核准、并网运行和竣工验收管理等工作。“全国风电技术归口管理单位应会同电网经营单位对分散式接入风电项目的开发规划和建设进行技术指导”，鼓励先试点、再综合规划，逐步扩大开发规模。

(3)场址距离建筑物原则上应不小于300 m，噪声控制应符合国家相关标准限值。

(4)开发企业在选定场址后，应向当地县级政府的能源、土地、环保、规划等相关部门确认场址，能源主管部门负责协调落实有关建设条件，并确认企业的开发方案。开发方案包括项目场址位置、范围、建设规模和拟接入电网的变电站。

(5)开发方案确认后，开发企业可组织开展项目建设条件论证，进行项目的可行性研究。项目可研完成并取得“相应职能部门的支持性文件”，项目开发企业负责编制项目核准申请报告，按程序报省级投资主管部门或其委托的地级、县级投资主管部门申请核准。

该文件首次明确了分散式风电项目的装机容量、与建筑物的距离要求及噪声标准，再次明确了接入边界条件、装机容量上限，同时，明确了项目建设的审批管理流程。自此，应该说我国的分散式风电项目开发实际上已经具备了完整的政策依据和指导意见。

1.3 国能发新能[2017]3号

为提高分散式风能资源利用效率，优化风电开发布局，切实做好分散式接入风电项目建设，探索有利于推动分散式接入风电项目发展有效模式，国家能源局印发《国家能源局关于加快推进分散式接入风电项目建设有关要求的通知》(国能发新能[2017]3号)。

截至文件发布的2017年底，我国集中式风电的开发已经历了一个快速发展的阶段，风电总装机从2011年发布第一份分散式风电文件时期的6236万kW增涨至2017年的1.88亿kW，涨幅超过3倍。随着多年来风电开发的积累，大多省(区、市)都积累了较为丰富的风能资源勘查成果。针对这一特点，[2017]3号文中指出：“各省级能源主管部门按照有关技术要求和并网规定，结合前期区域内风能资源勘察的成果，在认真梳理区域内电网接入条件和负荷水平的基础上，严格按照‘就近接入、在配电网内消纳’的原则，制定本省(区、市)‘十三五’时期的分散式风电发展方案。各省级能源主管部门应结合实际情况及时对规划进行滚动修编，分散式接入风电项目不受年度指导规模的限制。已批复规划内的分散式风电项目，鼓励各省级能源主管部门研究制定简化项目核准程序的措施。红色预警地区应着力解决存量风电项目的消纳问题，暂缓建设新增分散式风电项目。”

[2017]3号文对加快推动分散式风电开发、规范建设标准、加强规划管理、有序推进项目建设、加强并网管理、加强监督工作等六个方面提出具体要求，明确要按照“统筹规划、分步实施、本地平衡、就近消纳”的总体原则推进分散式接入风电项目开发建设，项目不受年度指导规模的限制。

1.4 国能发新能[2018]30号

为加快推进分散式风电发展，完善分散式风电的管理流程和工作机制，2018年4月3日，国家能源局印发《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》(国能发新能[2018]30号)，根据文件中第二条“分散式风电项目是指所产生电力可自用，也可上网且在配电系统平衡调节的风电项目”，分散式风电项目建设应满足以下技术要求：

(1)接入电压等级应为110 kV及以下，并在110 kV及以下电压等级内消纳，不向110 kV的上一级电压等级电网反送电。

(2)35 kV及以下电压等级接入的分散式风电项目，应充分利用电网现有变电站和配电系统设施，优先以T或者π接的方式接入电网。

(3)110 kV(东北地区66 kV)电压等级接入的分散式风电项目只能有1个并网点，且总容量不应超过50 MW。

(4)在一个并网点接入的风电容量上限以不影响电网安全运行为前提，统筹考虑各电压等级的接入总容量。

国家关于分布式发电的政策和管理规定均适用于分散式风电项目；110 kV(东北地区66 kV)电压等级接入的分散式风电项目，接入系统设计和管理按照集中式风电场执行。

1.5 新旧文件比较

将《国能发新能[2018]30号文件与国能新能[2011]374号文件对比可知，经过7年经验积累，结合我国当前电源形势分析后，能源主管部门在[2011]374号文件的基础上，进一步明确分散式风电项目的技术要求的其他开发边界，同时也新提出了两条重要的要求：

(1)分散式风电开发建设规划应做好与《风电发展“十三五”规划》的衔接，严格按照《国家能源局关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》对风电建设规模的相关要求以及能源局关于风电预警管理的相关规定编制，不得随意扩大建设规模。指导意见指出，分散式风电严格按照有关技术规定和规划执行，不受年度建设规模限制。

(2)鼓励分散式风电项目与太阳能、天然气、生物质能、地热能、海洋能等各类能源形式综合开发，提高区域可再生能源利用水平。

通过以上对几项重要文件的梳理来看，从2011年的第一份文件至今近8年的时间，随着我国风电技术和开发经验不断完善，针对分散式风电项目定义范围十分清楚、边界特征十分明确、管理办法十分具体，总的来说，今天的分散式风电项目的开发，已经具备了十分完整的政策依据，下一步需要在大量的工作中去实践。

2 技术条件适应性分析

2011年7月20日，国家能源局印发《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)，同年11月17日，又发布了《关于印发分散式接入风电项目开发建设指导意见的通知》(国能新能[2011]374号)，实际上2011年我国已经有了分散式风电项目开发的政策依据及指导意见，已经初步具备了分散式风电项目开发的政策条件，可是，分散式风电至今实际也未迎来快速发展的形势。经分析，我们认为，政策条件作为项目开发建设的依据，除了具备政策条件之外，分散式风电项目的开发建设还应具备针对性的风电机组技术、分散式特点下的风能资源评估手段、装机方案合理匹配、能量和经济指标动态匹配的思路、政府审批流程的简化程度等多方面开发条件。

2.1 风电机组技术对分散式风电的适应性

根据国家能源局对分散式风电项目选址的相关要求，强调就地消纳、就近接入，原则上不再新建变电系统及输电线路。因此可选场址需相对靠近具有负荷及接入点的居民聚集区，除了风能资源总体基数很高的部分省区外，其他大部分省区可选场区风能资源较为匮乏，尤以主要依靠地形成风的南方山地省份最为突出，失去了山地的地形爬升、压缩加速的效应，具有负荷及电网资源的平缓坝区地带风能资源相对较为贫瘠。

在2011年文件出台时期，我国风电项目开发尚处在“资源择优开发”的阶段，大多风电项目风能资源丰富，风电机组的主流市场尚以单机容量1.5 MW或2.0 MW的机组为主，单位千瓦捕风面积通常仅在3.5m2/kW左右，换算成叶轮直径，即1.5 MW机组叶轮直径大多在82 m左右，2.0 MW机组大多在95 m以内，轮毂高度多在65～80 m之间。由于风电项目开发迅猛，主机市场订单量较大，各大主流风机厂家尚未将精力投放在今天盛行的“低风速风机”领域。

单扫面积4.0m2/kW左右的机型在风资源丰富的区域使用是足够的，可若用于满足分散式选址条件的风能资源贫瘠区域，就很难获得满足经济效益评估的能量指标了。因此，尚未进入“低风速时代”的风电机组技术条件与分散式风电项目选址特点的匹配程度是相对较低的。

“十二五”中期，风电项目的开发重点逐渐转移到中东南部地区，这类地区往往风能资源水平参差不齐，加上投资企业对开发风电项目的需求快速增长，这些情况都刺激了低风速风机技术快速发展，高塔筒、长桨叶和风机智能控制技术不断成熟并广泛应用，风机发电能力，主要是发电效率不断显著提升。

在今天的很多集中式风电项目上，单机容量2.0 MW级机组，叶轮直径配115 m以上超过121 m的机型越来越多地获得认证并投入商运。以已有较多商运业绩的2.0 MW－115 m水平机组，单位千瓦捕风面积分别达到了5.2 m2/kW，与前文所述2011年主流机型的3.5 m2/kW相比，单位千瓦捕风面积提高了近50%，整机的捕风效率及发电能力随之有了非常大地提升。目前一些主机厂商已推出了单位千瓦捕风面积更高的机型，并陆续投入商运，例如2.0 MW－121m、2.2 MW－121 m等机型，单位千瓦捕风面积都超过5.2 m2/kW，针对日趋成熟的分散式风电市场的风能资源特点，部分超大捕风面积的机型也在推出市场，风电机组的捕风效率的大幅提高，再加上通过加高塔筒有效地捕获风切变带来的资源空间(主要以平原地区较为明显)，都为分散式风电项目平均风速相对较低的特点而言，提供了项目开发的机组技术条件。

近年来，风电机组市场的竞争程度越来越激烈，投资企业降低项目造价的需求也越来越高，风电机组的价格相较于2011年而言，也有了大幅下降。2011年国内机组平均单价约在4500元/kW以上，而近年来国内一线主机厂家价格甚至有3500元/kW水平的报价，占风电项目投资总额近一半的风机价格大幅下降，对于分散式项目控制造价来说无疑也是一项重要因素。

风电机组经过多年来的发展，大幅提高捕风效率、高塔筒捕获高切变资源、控制策略优化，以及价格下降等方面的发展，对因为选址特点而导致风能资源相对贫瘠的分散式风电项目的开发建设提供了针对性的风电机组技术条件，同时也是分散式风电项目开发建设各项要素中的关键的环节。

2.2 风能资源评估手段对分散式风电的适应性

准确的评估是确保风电项目经济性和安全性关键保障。按过去集中式风电项目风能资源评估的规范，必须设置测风塔进行精确观测，但如果对一个只有几台风机甚至单台风机的分散式项目也照此执行的话，对于投资方而言显然是不经济的，如果再加上一年的测风周期，更让对成本高度敏感的分散式风电项目难以承受。

2015年12月11日，中国气象局发布了《分散式风力发电风能资源评估技术导则(QX/T308—2015)》，该导则针对分散式风电项目的特点，对分散式风电项目的选址或规划，通过中尺度数据的适用，开展相关初期风能资源评估作出了技术指导。根据导则，在分散式风电项目的风能资源评估中，可综合中尺度数据模型、模拟区域内代表性测风塔资料，通过数值模拟值与代表性测风塔资料相关性分析，获取项目的风能资源评估依据。

相对于集中风电项目相关规范要求，该导则不强制在拟建分散式项目区域内开展精确观测，而是强调充分收集拟建项目周边已有测风数据(来源包括测风塔、投运机组等)，结合中尺度数值模拟计算，对数值模拟结果进行检验和订正。该导则的出台，为分散式风电项目风能资源评估提供了规范依据。近年来，激光雷达短期测风已普遍运用于集中式风电项目中小范围机位风能资源数值模拟的校验，对于分散式风电项目而言，机位相对较少，机位布置范围相对较小，短期测风的观测成果通过技术手段与大数据模型进行分析建立相关性，也可在简化程序的同时，有效提高分散式项目风能资源评估的准确度。

总的来说，拟建项目周边现有的代表性的测风塔资料、邻近投运风机运行数据、中尺度数据模拟，以及短期雷达测风等手段的结合，为分散式风电项目风能资源评估提供了有效手段。

2.3 装机方案与负荷选址相结合的思路对分散式风电的适应性

分散式风电项目从选址阶段开始，在思路上就与集中风电项目大不相同。集中风电项目的宏观选址往往先找资源，然后在资源条件、地形条件、政策条件以及经济效益满足期望的情况下，尽可能大地提高装机容量。而对于分散式风电选址而言，与其说是“找风”，不如说是“找网和找荷”。寻找到消纳能力和接入条件满足要求的负荷点是分散式风电项目选址以及规划的关键环节。寻找到满足要求的负荷点后，再对其进行风能资源条件、建设条件，以及相关外部环境合规性等条件进行调研分析，以此综合判断结果作为分散式风电项目选址的判别依据。简言之，分散式风电项目拟建场区实际上是一个配电网分布与负荷分布图、风能资源分布图、敏感因素分布图，以及建设条件四项基本要素的叠加成果，见图1。

图1 分散式风电选址要素叠加图

同等风能资源条件下，不同型式的风电机组会带来不同的风机出力，而分散式风电项目风机直接入网，因此风机的出力特性需与拟接入变电站的负荷构成与负荷变化特性相适应，对于分布式项目来说，还需考虑自发自用部分的负荷稳定特性。因此，结合拟选风机出力特性与电网负荷变化，合理匹配装机容量，以求最大程度实现消纳，是分散式风电项目装机方案与选址相结合的关键思路。而如今成熟的风电机组具备了多样化的选型范围，为这一关键环节提供了有力保障。

2.4 投资与产能高度互动的思路对分散式风电的适应性

相对于传统集中式风电项目而言，分散式风电项目的投资水平与产能指标之间的互动关系将变得更为密切。集中式风电项目工作面大，因此各项因素之间的互补空间也较大，投资偏高可进一步优化机型机位以求提高产能来互补，产能低了又通过节约一段支线道路或者优化升压站来降低投资。而分散式风电项目的特性，决定了其投资要素少、可调空间小的特点，因此评判一个分散式风电项目，项目的盈利能力应是其唯一要素，而不应孤立地去评判小时数或是投资水平。例如，一个优良的负荷资源周边，“恰好”具备丰富的风能资源，如果其建设难度较大，投资偏高，但通过收益率计算能够满足投资方的盈利要求，那就应定义为一个优质分散式项目。反之，建设难度较小，投资较低，虽然其年满负荷利用小时数看起来不那么“美”，则应该抛开过去“2000小时”之类的“习惯性数值水平”，认真对其收益率等财务指标进行核算，并以此为唯一判别依据。

3 分散式风电项目市场开拓的经验

分散式风电项目开发建设的相关政策文件已出台近8年，多年来没有形成规模化发展，究其本质原因还是集中式风电的开发建设对于投资方而言(尤其大型国企)更容易出效果，工作成效更高。花同样的前期工作精力，开发一个10万kW、甚至20万kW的集中式风电，远比开发一个2万kW的分散式项目要“划算”。就云南而言，由于2015年的风电建设叫停，各投资方多多少少都有储备资源无法建设，有的测了风，有的签了开发协议，有的拿到了“路条”，想要放弃或部分放弃多年来的工作基础，转而开发“又小又琐”的分散式项目，无论从企业管理还是从个人心理而言，必然是有相当的障碍的。

分散式风电项目虽然容量较小，然而开发建设的涉及面丝毫不少于集中式风电，甚至在収资、协调等工作方面还更加繁琐，因此，除去政策条件、技术条件之外，政府部门的导向仍然是最为关键的必要条件。近年来，部分省区政府已对分散式风电的开发建设配套了具体政策，有的积极规划、有的逐步简化流程。河南、山西、河北三省是积极开展规划的代表，三省公布的“十三五”分散式风电开发建设方案显示，三省共计739.43万kW，其中河南省210.7万kW、山西省98.73万kW，已全部规划分配至各项目各投资方，河北省则印发《河北省2018－2020年分散式接入风电发展规划》，全省规划430万kW，并分配至各市。而我国较早的分散式风电项目华能新能源狼尔构项目所在的陕西省，则是明确1万kW在市级政府核准，河南省则下放至县级政府，这些省区出台政策一定程度上也简化了开发审批流程。

2018年5月24日，国家能源局印发《国家能源局关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》，通知指出从本通知印发之日(5月18日)起，尚未印发2018年风电度建设方案的省(自治区、直辖市)新增集中式陆上风电项目和未确定投资主体的海上风电项目应全部通过竞争方式配置和确定上网电价。分散式风电成为标杆电价的“独享者”。

总的来说，分散式风电项目的市场，在国家层面政策条件的基本完善、各项技术条件适应性的不断提高的形势下，正处在一个逐渐成长的时期，它会随着各地方配套政策的具体化、简约化的发展，越来越有市场吸引力。能源的分散(布)式发展、就地消纳，毕竟是长期的主题。