中國儲能網(wǎng)訊：河西民諺云：“一年一場風，從春刮到冬”，“地上不長草，風吹石頭跑”。初冬時節(jié)正是河西走廊風起的時節(jié)，這里年平均風速高達8.3米/秒，每天都在刮著四五級的大風，讓人們苦不堪言。然而，曾經(jīng)的風害如今卻是寶貴的資源。記者從省電力公司日前召開的促進清潔能源發(fā)展新聞發(fā)布會上獲悉，截至目前，甘肅風電裝機容量570.16萬千瓦，占全省總裝機容量的20%，位列全國第三。不僅如此，太陽能光伏電站在甘肅省也得到了長足發(fā)展。今年1-9月份，甘肅省風電、太陽能并網(wǎng)發(fā)電量72.7098億千瓦時，“風”“光”共濟，全省清潔能源發(fā)展取得了令人振奮的成績。
甘肅省是風能資源大省，據(jù)測算，理論儲量為2.37億千瓦，位居全國第五。河西走廊西端的酒泉地區(qū)是季風的源頭，年平均有效風功率在每平方米150瓦以上、有效風速時數(shù)6000多小時，風機年滿負荷發(fā)電小時數(shù)可達2300小時。甘肅省風能、太陽能資源儲量豐富，且分布集中，適宜進行大規(guī)模集中開發(fā)。近年來，甘肅省內(nèi)風電發(fā)展迅速。截至2012年9月底，全省并網(wǎng)風電場42座，共有風機3990臺，裝機規(guī)模達570.16萬千瓦，占全省總裝機容量的20.12%，同比增加34.18%;并網(wǎng)光伏電站20座，總裝機容量28.5萬千瓦。根據(jù)《甘肅省“十二五”新能源和可再生能源規(guī)劃》，預計到2015年底，甘肅省風電裝機將達到1700萬千瓦，太陽能發(fā)電裝機將達到600萬千瓦以上。
國家電網(wǎng)甘肅省電力公司積極支持全省清潔能源發(fā)展，在網(wǎng)源規(guī)劃設計、運行控制、調(diào)度管理、技術標準等各個方面取得了長足進步，標準從無到有，技術水平從跟進到領先，運行控制能力從弱到強，風電并網(wǎng)的困難和問題逐步解決，取得了令人振奮的成績，依靠大電網(wǎng)，1-8月，風電、太陽能等清潔能源并網(wǎng)發(fā)電達59.9億千瓦時，同比增加25%，有力地促進了新能源產(chǎn)業(yè)安全、有序發(fā)展。
風電、光電漸成主力
甘肅省風能、太陽能資源儲量豐富，且分布集中，適宜進行大規(guī)模集中開發(fā)。根據(jù)《國家氣象局2010年風能資源評估報告》，全省50米高度風能資源三級以上面積4.7萬平方公里，潛在開發(fā)容量2.1億千瓦，可裝機8200萬千瓦?？砷_發(fā)利用的風能資源主要集中在河西走廊和部分山口地區(qū)，占全省總面積的39%。同時，河西地區(qū)日照時間長、強度高，光熱資源十分豐富，年太陽總輻射量在5800至6400兆焦/平方米之間，日照時數(shù)在2800至3300小時之間，且當?shù)赜写竺娣e未利用的戈壁，具備開發(fā)建設大型太陽能基地的良好條件。
國家能源局、甘肅省委、省政府和國家電網(wǎng)公司高度重視甘肅省風電發(fā)展，在各級政府的關心和大力支持下，2008年，酒泉風電基地成為全國首個千萬千瓦級風電基地;酒泉向來是我國重要的新能源開發(fā)基地，風電、太陽能資源豐富。按照相關規(guī)劃，到2015年，酒泉風電基地裝機容量將達1270萬千瓦，相當于三峽工程裝機容量的2/3;到2020年，酒泉風電基地裝機容量將達2000萬千瓦，成為名符其實的“風電三峽”。
2012年，在國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一部署下，開展了750千伏新疆與西北聯(lián)網(wǎng)第二通道工程甘肅段建設，將為酒泉風電基地二期工程及其他新能源項目的送出及消納提供有力支持。同時，投資27.45億元建設750千伏蘭州東-天水-寶雞輸變電工程，進一步提高跨區(qū)跨省送出富余新能源電力的能力。
目前，全省核準在建風電容量約160萬千瓦，正在開展前期工作的風電容量約1010萬千瓦(含酒泉二期300萬千瓦風電項目)。預計到2012年底，全省并網(wǎng)風電裝機容量將達到616.39萬千瓦(其中酒泉地區(qū)557.96萬千瓦)，發(fā)電量可達100億千瓦時;預計到“十二五”末，甘肅省風電裝機容量將達到1700萬千瓦。預計年內(nèi)新能源裝機容量將超過水電，成為甘肅電網(wǎng)的第二大電源。
科學調(diào)度確保有序發(fā)展
甘肅地理東西狹長，東西長約1700多公里。酒泉風電基地處于甘肅省最西段，遠離東部的負荷中心，需遠距離輸送。風電的間歇性和隨機性，使得精確預測風電難度非常大，在進行有功控制時，難以像火電、水電等其他常規(guī)電源一樣按照電網(wǎng)調(diào)度指定的出力下運行。同時由于風電、水電的季節(jié)性特點，不同季節(jié)間水、火、風電存在沖突，電網(wǎng)潮流變化復雜。因此，僅僅依靠常規(guī)的人工調(diào)度，既要考慮盡可能多發(fā)、多送風電，又要確保電網(wǎng)安全，難度較大。
為了應對人工調(diào)度可能引發(fā)的電網(wǎng)安全風險以及盡可能有效利用風電資源，甘肅公司組織研發(fā)了酒泉大型集群風電有功智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電網(wǎng)潮流以及風電場的實時出力，計算當前電網(wǎng)接納風電的能力，按照公平、合理、優(yōu)化的原則，分配、控制各風電場的出力，實現(xiàn)充分利用風能和電網(wǎng)通道資源，使地區(qū)風電總體出力最大化。據(jù)統(tǒng)計，該系統(tǒng)投運以后，酒泉地區(qū)各風電場發(fā)電能力平均提高10%以上。據(jù)相關人士介紹，該系統(tǒng)的智能控制策略屬于全國首創(chuàng)，國際領先的水平。
技術升級提供堅強保障
由于受地區(qū)負荷分布、網(wǎng)架結構以及風電的間歇性、隨機性等條件的限制，科學優(yōu)化調(diào)度只能在有限范圍發(fā)揮作用。而風電在發(fā)展過程中一直伴隨著棄風、引發(fā)電力系統(tǒng)事故等問題。因此，加強風電技術研發(fā)力度，推動風電技術升級是各界在風電發(fā)展過程中形成的共識。
為應對風電大規(guī)模脫網(wǎng)事故，國家電網(wǎng)甘肅省電力公司開展了風電實時監(jiān)測與超短期風電功率預測系統(tǒng)開發(fā)，該系統(tǒng)通過實時采集測風塔監(jiān)測的風能數(shù)據(jù)、風電基地所有風機運行數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)對風電的預測。此外，該系統(tǒng)還采用了多套數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)源，并進行綜合利用分析，成為國內(nèi)第一個覆蓋全省的風電功率超短期預測預報系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)0-72小時風電短期預測和0-4小時風電超短期預測，為調(diào)度決策提供較準確的決策依據(jù)。相比較單套天氣預報數(shù)據(jù)源，該系統(tǒng)明顯提高了預測精度，實現(xiàn)了對調(diào)度運行的有效支撐。
同時，針對風電波動性、隨機性特點，為實現(xiàn)“三公”調(diào)度，公司還開發(fā)了大規(guī)模集群風電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對風電的閉環(huán)控制、實時智能調(diào)度及風火協(xié)調(diào)控制，充分利用河西750千伏電網(wǎng)主通道的輸送能力，大大提高了河西風電的綜合利用效率。系統(tǒng)投運后，甘肅省電力調(diào)度控制中心調(diào)管的風電場發(fā)電量增發(fā)率達到8%以上，上半年，增發(fā)電量超過1億千瓦時。
科技創(chuàng)新加強技術支撐為適應風電發(fā)展速度，支撐服務風電健康發(fā)
展，甘肅電網(wǎng)充分整合內(nèi)部資源，不斷推進風電技術的研發(fā)。為了努力構建智能友好的大規(guī)模新能源基地，應對新能源波動性、隨機性和不可預知性對電網(wǎng)安全穩(wěn)定帶來的影響，甘肅電網(wǎng)適時開展風電實時監(jiān)測與超短期風電功率預測系統(tǒng)開發(fā)，通過0-72小時風電短期預測和0-4小時風電超短期預測，實現(xiàn)風電在線優(yōu)化調(diào)度，有效緩解了大規(guī)模風電集中并網(wǎng)送出矛盾。目前該系統(tǒng)已實現(xiàn)酒泉風電基地40座風電場(580萬千瓦)的短期及超短期風電功率預測，并具備滿足千萬千瓦風電基地擴展要求的能力。超短期預測均方根誤差小于10%，合格率大于90%;系統(tǒng)可用率大于99%。開發(fā)并建成我國首個750千伏可控高抗，大大提高了河西電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。
超前謀劃電力電量消納渠道
目前，全省各地積極爭取資源轉(zhuǎn)換，核準在建的風電、光電裝機總?cè)萘窟_到179.96萬千瓦，取得“路條”的風電、光電裝機總?cè)萘窟_到1046.9萬千瓦，全省已建成、在建及開展前期工作的風電、光電總裝機將達到約1800萬千瓦。但從目前情況來看，酒泉地區(qū)用電負荷較小，且遠離負荷中心，風電電力電量主要通過超高壓電網(wǎng)遠距離輸送到蘭州和東部負荷中心消納，無法滿足如此大規(guī)模新能源送出與消納的要求，必須通過建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)，才能實現(xiàn)風能等清潔能源的遠距離輸送。
為此甘肅電網(wǎng)在開展風電發(fā)展規(guī)劃的同時，同步開展用電負荷發(fā)展規(guī)劃，通過引導用電負荷發(fā)展，實現(xiàn)部分風電的就近消納，緩解風電外送的壓力。全力拓展省外市場，爭取外送份額，在滿足東部發(fā)達地區(qū)清潔能源需求的同時，消納省內(nèi)富余電量。積極呼吁產(chǎn)業(yè)政策，推動可再生能源配額制，實現(xiàn)新能源電力電量在全國范圍內(nèi)消納，從根本上解決新能源消納瓶頸。開展新能源消納系列課題研究，通過對電價和用電客戶特性的分析，研究制定與甘肅省情網(wǎng)情相符合的承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移方案。
通過以上措施，確保不斷提高甘肅電網(wǎng)接納、消納、送出新能源的能力，為甘肅省新能源產(chǎn)業(yè)快速、健康、可持續(xù)發(fā)展提供堅強地保障。
