二、各区域弃风限电的特点
纵观历年限电数据可知,弃风限电主要集中在西北、东北、华北三大区域,主要涉及甘肃、新疆、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、河北等多个省(区),而各地区之间弃风限电又呈现出不同的特点:
(一)西北地区:新能源装机增加迅猛,而电力通道有限,加之远离用电负荷中心,本地电力需求较低,导致电力供应过剩,风电弃风严重。最典型的省(区)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575万千瓦和1102万千瓦,继续分别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467.8万千瓦,增加幅度达73.74%,于2014年末超过水电装机成为甘肃省第二大电源,占到全省电力装机的25.22%。由于受到电价政策变动的影响,2013年光伏装机大幅增加,较2012年增加幅度高达896%,跃居全国装机容量第一。与装机迅猛增加相反的是,甘肃消纳能力和外送能力都在明显减弱。自2015年以来,西北各省电力总体过剩,各省都在积极争取外送份额,甘肃省电力公司售电量和外送电量需求均在下降,截至2015年8月底,外送电量83.3亿千瓦时,同比下降17%,由此造成弃风限电形势加剧。新疆亦是如此,新疆电网装机连续四年增幅超过25%,风电装机连续四年增幅超过55%。电源装机连续高速增长,而最大用电负荷平均增幅仅为20%,截至2015年6月底,新疆最大用电负荷与外送容量之和仅为电源装机的53%,电源建设的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,新疆电网限电比例已呈现逐年大幅增加的趋势。
(二)东北地区:用电需求增长缓慢,电力富余,且本地有刚性供热需求,普遍存在较大的风电与供热之间的矛盾。黑龙江限电最严重的时间主要集中在每年冬季(10月中旬至下一年4月中旬)。数据显示,黑龙江火电机组占总装机容量77.53%,其中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97.81万千瓦的水电。每年冬季受燃煤质量和供热安全约束,全省火电(主要是供热机组)按最小方式出力也在600万千瓦以上,而用电负荷在低谷时段(当日10时至次日6时)仅为560万千瓦左右,按照省内发供平衡的原则,即使全省风电出力全部降至0,省内供电仍有40万千瓦左右的富余,而这期间正是一年中的大风季节,造成大面积的弃风限电。目前,黑龙江地区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,即使当地对热电联产机组按“以热定电”的原则运行,在冬季采暖期,满足供热机组尚存在困难,保障风电正常运行的空间就更加有限了。
(三)华北地区:靠近用电负荷中心,限电水平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。河北主要限电问题集中在张家口,张家口是否弃风限电主要受外送通道影响。2010年,张家口地区风电项目开发进入了高速发展时期,截至2015年9月,张家口地区风电累计装机容量为604万千瓦。同时,由于张家口地区网架断面几年内未发生变化,限电情况逐年严重。根据规划,国网公司还将配套建设张南—昌平500千伏三回线和房山—天津南蔡500千伏双回线工程,预计全部建成投运后,张家口风电外送能力可新增200万千瓦。内蒙古地区主要是电网网架结构对风电影响较大。2009年以来,蒙西电网陆续开始出现弃风限电情况。一是蒙西电网网架结构整体滞后,部分500千伏主变容量不够,部分区域线路稳定极限受限;二是外送通道受限,地区只有两条通道,共四回线路,通道数量多年未增加,送出能力一直很低。蒙东地区也存在电网建设进度滞后的问题,目前最大外送电力570万千瓦,允许风电最大出力仅303万千瓦,风电送出能力明显不足。