中国风电运行消纳相关问题研究

中国风电运行消纳相关问题研究

张威浩

蒙东协合新能源有限公司 内蒙古通辽市 028000

摘要：近年我国的经济和科学发展水平明显提高，我国的新能源开发技术也不断的完善，尤其是我国的风电运行技术更是发展迅速。根据资料显示，到2013年，我国的风电总容量已经达到了75.3GW，成功的变成了世界上风电装置最多的国家。我国的风电运行技术发展固然迅速，但也存在着很多问题。例如弃风问题和风电消纳能力不足等问题。为了使我国的风电运行技术更好的发展，我们必须着重分析风电发展中所存在的问题并提出解决办法。只有这样，我国的风电运行技术才能更完善的发展，我国的新能源技术和整体的科技水平才能得到提高。

关键词：风电；运行；消纳  

风电运行；消纳问题；分析研究我国风能资源能否有效得到利用，直接决定着我国能源供应的效果、对不可再生资源的索取力度以及对环境污染的程度。所以大力发展我国风能资源的相关利用技术是非常有必要的。风能资源是我国最具 情节性并且可再生的能源，并且风力发电技术也是我国最具规模也是最具发展前景的重要发电方式之一。我国风力发电得到了迅猛的发展，并且这种资源在我国能源架构中也越来越占据着重要的位置，但是在风力发电技术发展的过程中同样也存在着一些问题，其中消纳问题目前已经成为了影响我国风电能否快速发展的关键因素。所以针对消纳问题，我国相关部门需要从电网的输电能力、系统的 调节能力以及风电的调度和运行水平的方面加以研究，并结合风电在我国的发展特点制定相应的解决措施，开发相应的关键技术进而解决风电消纳问题对我国电力系统产生的影响。

一、中国风电运行技术的特点

1、风电运行技术发展迅速。根据资料显示，从2000年以来，我国的风电装机容量的年均增长率为49%，这种快速的增长率持续的2013年，我国已经成为全球风电运行技术发展速度最迅猛的国家，我国的风电发展增长率逐年翻倍。 我国的风电运行技术发展规模巨大并且集中开发，中国风电运行技术的大规模开发特点主要表现在风力资源充裕的“三北”地区，这里的风电水平达到了全国的84%，占国家风电能源总产量的92.5%，是名副其实的风力发电地区。“三北地区”是指东北，西北和华北地区。东北地区的发电 量达到了25.8 GW，西北地区的发电量达到 415.7 GW，而华北地区的发电量最高达到 了28.3GW。我国风力发电最主要的地区虽然只占了全国领土总面积的2%。但却为国家提供了32%的风力能源。所以说我国的风电运行技术发展规模巨大，并且集中发展是它的特点之一。

2、我国的风电发展具有波动性。通常，电力系统的运行和发展都是有一定的规律性和稳定性的，是一个连续过程，但风电发展具有一定的波动性，这也正是造成我国风电运行消纳能力不足和弃风问题的主要原因之一。而波动率是指在一定的时间内风电的最大变动率被称为波动率。通过研究观察风电的波动率得出我国的风电运行具有波动性。

二、中国风电在发展过程中存在的问题

1、风电开发的集中度不断提高。我国风能资源最为丰富的地区分别为东北、华北以及西北等地区，以一些沿海城市，所以这就导致我国利用风能发电是规模相对较大，并且较为集中的，这就会导致电力工程人员在处理风电消纳问题时存在着一定的困难 和挑战，风能发电在我国的特点是集中式发电，中高压输入以及远距离输送，而相比欧洲一些国家，他们的风电容量较小，并且较为分散，可以就地消纳，多为中低压电。根据统计我国风电的装机容量已经达到了100MW，并且风电场的数量也已经达到了百余座，并且因为我国的地域 差异导致风力发电的开发之间存在的差异也是比较明显的。

2、风电技术与管理水平相对落后。近些年，虽然我国风电工程在规模得到了很大程度的扩大，并且也取得了一定的成效，但是相比其他发达国家，我国风电得技术水平还存在很多的不足和弊端，风电技术以及风电工程的管理水平发展缓慢，严重的影响了我国对于风能的利用效率以及中国风电的可持续发展。目前我国已经拥有百余家企业从事风电设备的相关整机的生产，并且机组的生产能力也是很强的，但是对于风电机组的设计方面的技术相对比较落后，导致在投入使用之后的使用效果得不到保证，另外我国的设备制造企业在技术方面的投入力度不够，许多机组的有功与无功的调节能力比较薄弱，甚至有些机组不具备这样的能力。另外风电工程的自动化水平以及信息化水平程度都不高，并且不同的厂商生产的风电场监控系统不能互相兼容，进而导致了风电场对机组的控制以及监控能力受到了很大的限制，其次我国许多的风电场还没有专业的无功自动控制相 关系统，对风电机组自身的无功调节能力的利用程度不高。

 3、电源问题导致弃风现象严重。我国风电在发展的过程中具有波动性以及间歇性，但是用电的需求则是要求供电是连续并且稳定的，这就导致风电电源的供电能力无法满足需求，当我国的电力能源出现缺口时，就需要常规的发电电源加以补充进而弥补其出现的缺口，所以在风电运行的过程中需要与常规的电力电源加以配合，形成一种新的电源结构。一些西方的国家在这方面的发展已经发到了很高的水平，他们的电源结构就已经形成了良好的电力基础，所以我国在这方面还需要多加借鉴，进而弥补这方面的不足。

三、解决风电运行消纳不足的措施

风电已经成为中国 “三北” 地区的主力电 源之一， 但当地负荷一般较小， 消纳能力有限。 风电固有的波动性决定了其在电力平衡方面的贡献很小， 大规模风电消纳客观上需要增强电力系统运行的灵活性， 并在更大的区域内平衡。

1、加快风电能源基地的工程建设。风力资源丰富的华北，东北和西北地区风电运行的消纳能力不足，这就需要不断地加强我国的风电能源基地的工程建设，用来保证风电能源运行的配套设施硬件条件和软件条件，支持风力也发电电能的运输，减小我国风电 运行消纳不足的问题和弃风问题。

2、优化我国风电运行的结构。不断地进行改革创新，优化我国风电运行的结构，进行定期的优化升级，设定一致的努力目标，建设相关的基础保障措施都是积极解决我国风电运行技术中的能源消纳能力不足问题和弃风问题的手段。根据国家的要求，我们要努力做到到2020年年底完成两亿的目标。

3、完善我国风力运行的能力，提高灵活性。想要从根本上解决我国风电运行中的消纳不足问题和弃风问题，就要不断的完善我国风电运行能力，提高其灵活性和稳定性， 确保在供电过程中的不间断性和平衡性。要建立完整的电侧管理条例，规定电源对风力发电的辅助性要求，这些办法都可以有效地缓解我国的风电运行问题。

总而言之，要想彻底解决中国的风电 运行技术问题还是一个很漫长的过程。在完 全解决之前，弃风问题和风电运行消纳能力不足的问题仍是困扰着风电技术的棘手问题。风电能源已经成为我国重要的主力新能源之一，但负荷量较低，消纳能力不足。风电本身的不稳定性和波动性导致了在电力能源的供给上不够。风电消纳问题解决的基本途径就是要不断的增强风电系统的稳定性和灵活性，在更大的范围内保持电力平衡。想要彻底解决风电消纳的问题，不仅要完善其配套的设施，更要加强跨省的电路电网建设，不断进行科技创新，完善市场机制。只有这样，风电消纳能力不足的问题才能得到真正解决，我国的风电运行技术才能更好的发展，更好的为人们服务。

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