摘要:我国风电发展在政策指引下经历了高速发展,实现了量的积累,但自身发展过程中也存在发展质量较差、环境成本偏高等问题。本文结合风电发展现状,从环境保护角度,阐述了风电行业绿色发展的内涵,指出今后在碳交易市场逐渐完善、风电技术不断进步、特高压电网建设的形势下,风电行业将会进一步发展;并从战略上谋布局规划、技术上促消纳增比重、开发上重生态保护三个方面对我国风电实现绿色发展提出了建议。
关键词:我国风电;绿色发展前景分析;政策建议
引言
21世纪,能源紧张和环保问题已经成为世界性难题。在这个大环境下,光伏太阳能、风力发电、水力发电等新型能源以其清洁无污染、高效、可持续发展等特点受到世界各国的高度重视,在经济发展和改善人居生活方面发挥了极为重要的作用。我国在新能源领域起步较晚,经过数年的发展,取得了阶段性成效。我国国土面积广大,横跨多个温度带,丰富的风力资源给风力发电创造了极为有利的条件。相关数据显示,到2013年底,我国风电新增装机容量已超过1.6万兆瓦,累计装机容量达到9万兆瓦,同比增长均超过了百分之二十,这个成绩在世界范围内也是名列前茅的。经过长期的研究和实践,风力发电在实际应用过程中存在的一些问题也逐渐引起人们的关注。其中,大型风电并网给电力系统在功率传输方向、电网电压、频率、系统稳定性、谐波污染、线路损耗和保护装置等方面所造成的影响最为突出,成为当前风力发电领域重点研究的关键性技术难题。截至目前,相关领域已经取得了一定成果,提高风电穿透功率、开展风功率预测、研究低电压穿越和动态无功补偿等技术对于上述问题有着较好的解决效果。受风能发电原理影响,风力发电功率的具有较强的随机性,波动范围较大,如果电网装机总量中风电装机容量所占比例较大,那么并网后就会对原电网造成较大冲击,威胁电网运行安全。通过调整风电场和电网原有电源间的出力对比,能够有效减少风电并网引发的安全问题,风电常规化是未来智能电网和分布式电源发电系统的重要发展方向,也是风力发电今后的主要发展趋势。
1风力发电设备发展现状概述
截至目前,风力发电机组主要有三款机型投入使用,分别是恒速恒频异步发电机、变速恒频双馈异步和直驱永磁同步发电机。三种机型各有特点。其中,变速恒频系统适应性最广,能够在较大的风度变化范围内高效运转,并保持理想的叶尖速比和最大功率点,从而获得风电企业的广泛欢迎,成为当前风电领域使用最多的主流风电发电机型。此外,直驱永磁同步发电技术和全功率变流器的应用,进一步扩大了风电发展空间,其风电发展前景十分广阔。
2风电并网影响分析
从电网架构上看,风电场多数位于电网外缘地区,电网系统控制力较弱,受外界影响波动较大。当风电场大规模并入电网时,会对原有电力系统潮流方向和继电保护问题造成较大冲击和影响。深入开展风电并网问题研究,对于降低风电并网负面影响,推动风力发电事业的发展意义重大。
2.1风电并网对电网功率流动方向的影响
按照常规发电方式,电能由电源发出,经由输电线路到达配电网,配电网按相关设置将电能分配到各个用电区域。在这个过程中,电能传输方向始终保持不变。而风电场并入电网后,配电网中电流功率改为双向流动,潮流流动方式的改变,影响了电网继电保护整定效果。因此,风电并网后的电网应按双电源或多电源网络相关标准设置保护装置,整定值要按照规避风电并网冲击电流的要求设计。
2.2风电并网对电网调度的影响
风力发电以自然风为能源,生产不规律的现象非常突出,生产过程中难以对变化趋势进行有效预估。风电并网后,电网装机容量增加,为保障电网供电正常稳定的备用容量要求也就更高。由于作为备用的火电机组往往需要很长时间才能投入运行,使得电网运行安全可靠性有所降低,限制了风电的并网。此外,风力发电功率大小变化往往与用电需求量相错位,用电高峰时风力发电量小,用电低估时风力发电量反而大。这个特性使得风电并网后电网调度工作难度大增。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前较好的解决方法是在用电低谷时将风力发电电能储存起来,到用电高峰时再投入使用,从而达到“削峰填谷”的效果。
2.3风电并网对配电网电能质量的影响
风电并入电网后,等效于在配电网上增加了电源。风力发电受风能影响,其输出功率呈现出不规律、不可预估的变化,降低了电网电压的稳定性。当前电网中主要使用的是异步电机,为保障安全,必须配套足够的无功功率补偿,否则就会引发电网电压下降、闪变等问题。此外,由风力发电机组及其并网所使用的电力电子设备所造成的谐波污染也是风电并网对电网电能质量的负面影响之一。一般情况下,风电并网后的电网会安装并联电容器组、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源电力滤波器(APF)和动态电压恢复器(DVR)等设备以应对风电并网对配电网电能质量的负面影响。
3解决风电市场开发问题的对策
3.1合理布局定位有序开发
风电产业的布局和开发要实现从粗放发展到集约统筹的方向转变,既要充分开发地区风能资源,促进国家各区域经济和能源建设的协调发展,又要避免对地区电网和风电产业发展造成冲击和不利影响。部分区域风电的过快发展突破了政策规划和行业预期,归根到底是对风电在我国能源发展中定位不准确造成的。合理选择风电消纳区域,加强风电市场消纳研究是当前加快我国风电规模化发展的必然手段。应通过建立保障性的风电消纳市场需求,及时规划适时推进特高压输电工程建设,风电基地的专用输电通道建设,加快抽水蓄能等调峰电源建设,改善电网调峰性能,扩大风电输送和消纳区,提高接纳风电能力。把七大风电基地输电规划纳入国家能源发展战略和电力发展规划,出台风电保障性全额收购实施细则,制定风电跨省区消纳的价格机制和辅助服务定价补偿机制,完善风电配套送出输变电工程定价补偿机制和抽水蓄能电站的电价机制。在加强系统需求侧管理的基础上,统一调配区域内的系统调节能力,为消纳风电创造有利条件。现阶段,合理布局,放慢风电基地发展速度,在近负荷地区建设分布式风力发电,形成风电的基地化发展与因地制宜地分布式发展互补是明智的选择。
3.2建立健全风功率预测系统
风能预测是风力发电上网运行管理的重要内容,要进一步加强风电功率预测工作,加快建立完善风电场运行监控系统,积累基础数据,提高预测的准确性。准确的风能预测直接关系到风电上网难问题的顺利解决。开展风电资源的预测预报,提高风力发展的计划性,把不确定的电源变成确定的发电的过程是现在必须要解决的问题。国内风电入网难的根本原因是由电力输送通道不足造成的,但在电网布局还不完善的情况下,依靠风电场功率预测进行弥补风电上网的计划管理可以延缓解决风电上网难的问题。因此,必须要求所有并网运行的风电场均应具备风电功率预测的能力,并按要求开展风电功率预报。
3.3调整利益分配形成良性互动
现行的风电税收政策使得地方政府缺乏积极性,要调动地方政府的积极性,就必须从税收政策入手,调整利益分配,协调好地方关系。增值税转型是政府为了减轻风电企业负担,促进企业发展的一项结构性减税改革,这项政策的确对地方政府减收的影响很大,中央应该从国家财政统筹解决,加大对减收地的财政转移支付力度给予地方财政合理补贴。也可以考虑出台一些专门性政策允许资源地政府设立合理名目按标准收费进行弥补。这样既利于企业的长远发展,也在一定程度上减轻当地政府的财政压力。同时,风电企业应当科学经营努力提升效益,以精细化管理为目标,建立大营销体制,提高市场意识,保电量增效益,全方位抓好营销工作,提高风电机组利用小时数,实现效益最大化。认真履行社会责任加大感情和资金投入,调动地方政府发展风电产业的积极性,与风电企业形成良性互动。
结语
总而言之,只有风电产业适应市场,才能得到发展,促进风力发电企业生存与发展的良性循环。通过在产业内部的市场化的运营机制,使得产业内部相互竞争,促使整个产业不断改进技术,加强管理,降低成本,提高效率,增加效益。
参考文献:
[1]郭超英.我国新能源产业发展政策研究[D].西南石油大学,2011 .
[2]付姗璐.我国可再生能源发电配额和强制上网的互补发展模式研究[D].浙江工业大学,2015.
论文作者:陈畅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/21
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