“三北地区”弃风限电的调查研究及解决措施分析

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1、“三北地区”弃风限电的调查研究及解决措施分析１三北地区弃风限电的由来和现状风能是一种可再生的永不枯竭的清洁能源。风力发电，不需消耗化石燃料，不会产生辐射及粉尘，在大气和土壤中不排放任何污染物质，环境效益好，所以我国及世界各国都大力支持风力发电。然而风能的随机性和间歇性使风电全面并网时，风电无法与大部分电网要求的调峰匹配，造成风电消纳性能下降，导致弃风限电的状况。弃风限电大量浪费了风资源，造成了惨重的经济损失，而损失主要由风电企业承担，严重影响产业的研发及长远发展。历年弃风造成的直接经济损失如图１所示，可见自２０１０年来经历了先升后降再升的过程，２０１５年损失达到了１８３亿元

2、。三北（华北、东北、西北）是弃风限电重灾区，主要涉及甘肃、新疆、内蒙古、东北三省、河北等多个省（区），大规模风电消纳一直是世界性难题，三北地区在此方面问题更加突出。一方面，其风资源集中、规模大，远离负荷中心，资源地市场规模小、难以就地消纳，而国外风资源相对分散，８０％以上的风电接１０kV以下配电系统，能够就地消纳；另一方面，风电本身具有波动性和间接性等特点，风电并网需要配套建设调峰电源，而我国风电集中的“三北”地区，电源结构单一，基本没有调峰能力，就地消纳能力不足，跨区输电能力不足也是一个重要的制约因素。具体来说，三北地区弃风限电呈现出不同的特点：１．１东北地区用电需求增长

3、缓慢，电力剩余过多，供热需求强，存在较大风电与供热之间的矛盾。黑龙江限电最严重时主要集中在每年冬季（１０月中旬至来年４月）。数据显示，黑龙江供热机组占火电机组的６８．８６％，具备快速调峰能力的机组只有９７．８１万kW的水电。每年冬季受燃煤质量和供热安全约束，全省供热机组按最小方式出力也在６００万kW以上，而用电低谷时段仅为５６０万kW左右，全省风电出力全部降至０，省内供电仍有４０万kW的富余，造成冬季这大风季节大面积弃风限电。而目前黑龙江供热机组占比还在进一步加大，弃风形势将进一步加剧。除了黑龙江，吉林省９０％的火电机组是热电联产机组，即使对热电联产机组按“以热定电”的原则

4、运行，在冬季采暖期，满足供热机组尚存困难，保障风电正常运行的空间就更加有限了。１．２西北地区新能源装机增加迅猛，电力通道有限，远离用电负荷中心，本地电力需求低，导致电力供应过剩，弃风严重，最典型的是甘肃和新疆。截至２０１５年６月底，甘肃的光伏和风电装机分别已达５７５和１１０２万kW，稳居全国第一和第二，其中风电装机自２０１２年至２０１５年上半年增加了４６７．８万kW，增幅达７３．７４％，成为甘肃省第二大电源，占全省电力装机的２５．２２％。但如表１所示，２０１６年上半年弃风、弃光率却分别达到了４０％和３２％以上。与装机迅猛相反，甘肃消纳与外送能力都明显减弱。自２０１５年，西北

5、各省电力总体过剩，均在积极争取外送份额，甘肃电力公司售电和外送电量需求均在下降，截至２０１５年８月，外送电量８３．３亿kW时，同比下降１７％，弃风形势加剧。新疆亦是如此，其电网装机连续四年增幅超２５％，风电装机连续四年增幅超５５％。而最大用电负荷增幅仅为２０％，截至２０１５年６月，新疆最大用电负荷与外送容量之和仅为电源装机的５３％，电源建设飞速发展和消纳增长缓慢、电网送出线路建设滞后呈鲜明对比，其限电比例已呈逐年大幅增加的趋势。１．３华北地区靠近用电负荷中心，但受外送通道送出计划及通道畅通性的影响较大，突出表现为电网网架结构不合理，外送通道建设与电源发展不匹配等问题。河北主

6、要限电集中在张家口，其弃风限电主要受外送通道影响。２０１０年，该地区风电项目开发进入高速发展时期，截至２０１５年９月，张家口地区风电累计装机６０４万kW。但其网架断面未发生变化，限电逐年严重。据规划，国网公司将配套建设张南－昌平５００kV三回线和房山－天津南蔡５００kV双回线工程，预计全部建成投运后，张家口风电外送能力可新增２００万kW。内蒙古地区主要是电网网架结构问题。２００９年以来，蒙西电网陆续出现弃风限电情况。一是蒙西电网网架结构整体滞后，部分５００kV主变容量不够，部分区域线路稳定极限受限；二是外送通道受限，地区多年只有两条通道，送出能力较低。蒙东地区也是电网建设进

7、度滞后，目前最大外送电力５７０万kW，允许风电最大出力仅３０３万kW，风电送出能力明显不足。２关于三北地区弃风限电的解决措施分析２．１加强风电规划和电网规划的衔接，不要盲目进行风电基地建设我国风电发展的主要矛盾是大规模、高速度发展的风电装机、发电能力与电力送出、消纳能力的矛盾。虽电网企业已加大对可再生能源接入工程投资，但电网规划与风电发展规划脱节，二者建设工期不匹配，导致风电与电网项目不协调，风电窝电问题严重。２．２加强电力系统建设，扩大配置风能资源的范围，建立大电力市场，推动风电在大电力市场中消纳通过建立健全的交