摘要:我国地大物博,有着辽阔的平原,非常适合风电发展,特别是北方地区。在不断的努力下,结合社会经济和科学技术的快速发展,目前我国的风力发电规模已经处于世界前列,为节能减排做出了巨大贡献,为我国的经济发展提供了良好的推动作用,让我国部分供电压力巨大地区的供电得到了有效缓解。但是在我国大规模风电接入电网中还存在着一些问题,影响着风电的发展。文章就针对我国目前大规模风电接入电网的相关问题进行了分析和讨论,提出了一些具有针对性的解决措施。
关键词:大规模;风力发电;电网
我国是一个风能源非常丰富的国家,据有关调查显示,我国大陆可开发利用的风能源储量能够达到10亿千瓦以上。在我国《可再生能源法》颁布及实施以后,结合相关促进可再生能源发展的政策,近年来我国风电得到了快速的发展,风电装机容量不断增加,同时,在“建设大基地、融入大电网”发展战略的指导下,我国风力发电逐渐形成了规模化的发展,单一风电场的装机容量从以前的几万千瓦发展到几十万甚至上百万千瓦。我国的风电也逐渐从小规模向大规模、就地消纳向远距离、高电压传输发展,并且已经形成了一定的规模。在此情况下,大规模风电接入电网受到了前所未有的挑战。
1.大规模风电接入电网的方式及重要性
1.1大规模风电接入电网的方式
风电接入电网的方式主要包括分散接入以及集中接入两种,前者适用于规模小、就地消纳,其接入电压等级较低,与系统运行造成的影响也比较小;而后者则适用于大规模风电、异地消纳,其接入的电压等级较高,可进行远距离输送,对系统运行造成的影响也比较大。
欧美地区的发达国大大部分使用的是分散式接入,这些国家发展风电的目的是减少碳排放缓解气候变暖,其电网结构已经形成规模,达到了相对稳定的状态,负荷需求增长的比较缓慢。这些国家的风电主要是代替常规电源,大部分都是就地消纳,因此也不会面临风电接入电网大规模改造的问题。
我国就目前而言,风电已经发展形成了一定的规模,从小规模逐渐向大规模发展,接入电网的方式也逐渐由分散式向集中式转变。“三北”和东南沿海地区是我国风能资源的主要分布集中地区,这些地区离负荷中心都比较较远,我国风能资源主要分布于“三北”及东南沿海地区,大多远离负荷中心,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。
1.2大规模风电接入电网的重要性
随着社会经济的不断发展,能源危机已经逐渐成为人们所关注的问题,另一方面,人类活动的不断加剧导致全球气候不断恶化,这些问题都需要得到有效解决,同时给供电企业带来了巨大的压力。就我国而言,一方面在改革开放不断加深的情况下,工业崛起,用电量大幅度增加;另一方面,随着社会经济水平的不断提高,人民的生活质量得到了本质上的改善,对用电的需求也不断增加,给供电企业的民用电保障工作带来了巨大的挑战。基于此,我国的供电企业应该将大规模风电接入网的工作重视起来,提高发电量,确保居民以及工业用电正常。同时,大规模风电接入网能够有效降低火力发电的压力,从而大量节省煤炭资源,为可持续发展、节能环保、推动清洁能源的使用做出巨大贡献。
目前,我国风力发电无论是技术水平还是建设规模都与欧美发达国家存在一定距离。所以将大规模风电接入电网的工作重视起来,不仅能够促进我国风力发电的发展和进步,同时还能让电力企业各部门之间的联系得到强化,有利于团结协作,让电力供应过程中的问题得到有效解决。
2.大规模风电接入电网的相关问题
2.1高额的运行成本
风力发电虽然能够缓解火力发电的压力,减少碳排放,节约资源,达到环境保护的目的,但其中也存在一些问题,比较值得关注的就是风力发电具有很大的不可预测性。此外,由于风力资源属于不可控资源,其分布非常不均衡,再加上我国天气预报目前的水平较为落后,所以大规模风力发电在接入电网后,为了保持能够持续发现,需要增加一部分额外的风力发电机用来备用,从而达到快速适应风力发电经常波动的发电功率。同时,为了能够满足风电接入网的要求,供电企业必须升级现有的设备和技术,也就是说,大规模风电接入电网提高了电网的运行的成本。
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2.2增加了调峰工作的难度
受到风力资源的影响,风力发电的频率会具有波动性,且这种波动性的强度较大。在这种情况下,大规模风电接入电网后一点供电企业没能够及时有效的调节风力发电的频率,就会导致无法保障供电质量。就目前来说,我国北方和西北地区的风力发电已经形成一定规模,但这些地区主要依靠的发电方式还是火力发电,一旦开展大规模风电接入电网就会给调峰工作增加难度。而这些地区煤电项目相关的电源品种没有形成多样性,也造成了调峰手段的单一性,形成了大规模风电接入电网的一个重要问题之一。
2.3设备问题
风力发电对设备的要求非常高,特别是大规模风电接入电网。但目前我国相当一部分的风力发电设备的质量和数量都无法满足发电需求。从而导致风力资源利用率低下、调峰工作难度大等问题,在这种情况下,风力发电的效率就无法提高。大规模风电接入电网是我国大环境下提出的可持续发展项目,需要在设备的质量和数量上得到充分的保障才能够顺利进行,而有相当一部分风力发电企业为了顺应时代发展,没有经过充分的准备就进行投资发展,导致设备的数量和质量都严重不足,影响了大规模风电接入电网的发展。
2.4工作人员问题
任何一个行业,工作人员都是关键因素,工作人员的素质决定了工作效率。但是我国的风力发电处于刚起步阶段,专业的工作人员较少,造成了工作人员素质参差不齐,无论是工作经验还是专业知识,都比较匮乏,同时还有相当一部分工作人员对工作的重视程度不够,无法满足风电工作的需求。给大规模风电接入电网的发展造成了严重的影响。
3.大规模风电接入电网相关问题的解决措施
3.1加大资金投入
上文所述,大规模风电接入电网增加了运行成本,同时后期的维护工作等都需要得到保障,所以,供电企业必须要加大资金投入,保障大规模风电接入电网的效率的质量。可以向国家财政部门提出合理的资金申请报告,已获得政策支持;也可以吸纳民间资本,保障大规模风电接入电网各项工作的顺利开展。
3.2提升调峰能力
由于火力发电参与大规模风电接入电网的调峰工作效果不理想,供电企业必须针对这个问题进行解决,如优化煤电发电电源结构、拓展火力发电对风力发电的调峰范围等,让大规模风电接入电网的调峰能力得到有效提高。
3.3升级设备和技术
设备的稳定运行是风力发电效率的基础,发电技术是提高发电效率的保障,所以,供电企业必须要保障风力发电设备的质量和数量,才能够满足大规模风电接入电网的要求,同时还要将现有的设备和技术进行升级,做好相关管理工作,才能够保证大规模风电接入电网工作的稳定性和可靠性。
3.4提高工作人员的综合素质
对于工作人员素质低下的问题,供电企业可组织定期培训已经邀请专家进行讲座的方式来提高工作人员的素质;同时,必须让工作人员的责任意识以及安全意识得到强化,让他们认识到大规模风电接入电网的重要性,从而对其形成重视;此外,还可以制定一定的奖罚制度,奖励那些工作有突出贡献的工作人员,对在工作中玩忽职守的人员进行处罚。只有这样才能够让大规模风电接入电网的工作顺利开展。
4.结束语
风力发电能够达到节能减排、保护资源等目的,是推动可持续发展的重要因素之一,对我国经济发展有着不可替代的作用,但大规模风电接入电网还存在一定的问题,电力企业必须将这些问题进行切实有效的解决才能够保障电力供应的安全稳定。
参考文献:
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论文作者:宋亚楠
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
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