北极星智能电网在线讯:本文结合目前电力市场状况,从电网企业、售电主体及风电企业需求侧的角度探讨了风电消纳问题的解决之道。
1.引言
随着气候变暖造成的影响波及全球,世界各国对于可再生能源的发展均显示出了高度的重视,纷纷认识到了普及可再生能源是全球实行低碳能源转型的关键,通过非化石能源替代化石能源,形成以可再生能源为绝对主体的电力系统,可再生能源正逐渐从辅助能源转变为主导能源。
风力发电作为公认的清洁能源对于实现能源结构低碳化转潜力巨大,在节能减排的大背景下,我国的风电装机容量迅猛增长,中国已经是世界上最大的风电机组安装国,占全球风电装机容量的约三分之一,截止2015年底,中国风电累积装机已达到1.45亿千瓦,同比增长21.6%,预计2020年风电装机将超过2亿千瓦。
与风电装机的快速增长的局面背道而驰的,却是风电消纳难问题越发突出,国内弃风限电现象愈发严重,2011-2015年累计弃风电量达959亿千瓦时,电费损失五百多亿元,一定程度上地影响了风电投资企业的投资热情。
随着新一轮电力体制改革的深入,放开“发、售”两端成为本次电改的主要突破点,发与售,中间由输配环节连接,三者互为需求,风电企业在此轮电改中应抓住机遇,充分研究“发、售”放开的前景,从中找出解决风电消纳问题的思路,本文尝试从需求侧响应角度探讨风电消纳问题的解决方法。
2.风电消纳环节中需求分析-电网企业
历史上,电网企业作为输配环节的唯一参与者,取得了输配电的绝对控制权。本次电改中,电网企业仍然会是未来电力输配环节的主要承担者,因此,掌握风电消纳主动权的主体仍然是电网企业。所以对于风力发电企业来讲,解决风电消纳的首要突破口应当找准电网企业的需求。
2.1电网企业的需求分析-鸭子曲线
随着越来越多的风电接入电网,电力系统的频率稳定问题日益突出。中国风电装机和并网正在经历一个爆发式增长,在此种局面下,未来极有可能会出现现在正在美国加州的电网发生的可再生能源消纳难题。因分散型光伏发电系统的大量导入,出现了白天发电量超过用电量,但在傍晚太阳能发电停止时,电力需求却急剧上升的现象。不久的将来填补这种巨大的供需缺口会变得困难。
图1-目前加州24小时电力净负荷曲线
这种现象被称为“鸭型曲线”。根据预测,2013年至2020年间,加利福尼亚州的分时“实际电力需求”与“供给量”的曲线图变化就呈现出这种现象(图1)。这里的“供给量”是指电力公司的大规模集中型发电站供给的电力量;“实际电力需求”是指,整体用电量减去与消费者侧的配电网并网的分散型光伏及风力等发电量之后的电力需求。
相比较光伏这种明显周期性变化特性,风电的供电特征会随着随风资源的变化而出现更加不稳定的变化,因此,风电的接入对于电网的整体需求来讲仍是一个不小的挑战。
2.2电网企业的需求响应-储能电站
风力资源具有间歇性和随机性,甚至经常与人们的用电习惯背道而驰。例如内蒙古地区夜间风大,但一般夜间电网负荷很小,如果风机满额发电,电量根本无法得到消纳。正因如此,风电大规模并网后,需要增加快速调峰电源保障电网安全。
能源互联网是新型电力技术、信息技术、可再生能源发电技术、分布式发电技术和储能技术的有机结合。储能系统与风电机组、风电场的高度融合,优化能量管理及监控系统,实现风电场发电可测、可控、可调度。提高电力系统对风电接纳能力。
图2-储能电站与风电场的融合
对于风电企业来讲,储能技术的应用对于响应电网企业的需求是一种可以尝试的方法。
辽宁省的风电企业在应用储能技术解决风电消纳问题,响应电网侧需求方面,做出了一些尝试。