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随州新能源装机突破50万千瓦,就地消纳

发布时间:2019-09-13 22:46编辑:网站首页浏览(81)

    9月22日3时,位于湖北省随州广水境内的110千伏花山风电场倒送电正在紧张有序进行。伴随着开关合闸时“砰”的一声,1号主变充电后发出了均匀的嗡嗡声,标志着该风电场倒送电成功。

    从2009年全国第一座千万千瓦级风电基地开工,到2014年底新能源装机在省级电网排名第一,甘肃新能源发展速度堪称追风逐日、一日千里。

    面对新能源快速发展的新形势,甘肃省电力公司提出“统筹规划、合理送出、就地消纳”的思路和措施,保证了新能源整体开发规模与电网消纳能力协调发展。

    至此,随州电网新能源装机容量首次突破50万千瓦,达到52.21万千瓦,新能源装机占随州地区总装机容量的96.1%,占湖北地区新能源总装机容量的44.5%,随州境内新能源装机规模位居湖北各地市首位。

    大规模开发、远距离输送。甘肃是我国新能源发展的一个典型样本,区别于欧美分散、就地消纳的发展模式。甘肃新能源不仅在装机容量上令人瞩目,在技术突破和市场机制探索方面也走出一条前无古人的创新之路。

    1~8月,甘肃酒泉风电基地送出电量达60.3亿千瓦时,同比增长25.7%,已建成的河西750千伏输变电工程使河西电网最大送出功率突破300万千瓦。

    据了解,随州电网规模在湖北电网最小,负荷水平不高,目前天气条件下,电网最大负荷水平维持在45万千瓦左右,52.21万千瓦的新能源装机容量首次赶超地区最大负荷水平,随州地区用电客户有望全部用上清洁能源,电网有望实现“零排放”。新能源除就地消纳满足地方负荷需求外,还有余量外送至湖北主网,在更大范围内全部消纳。

    装机:省级电网排名第一

    “建设河西用电走廊,打造西部陆上三峡”,是甘肃区域发展的重要战略之一。在甘肃省大力发展光伏、风电过程中,甘肃省电力公司积极主动服务,助推新能源产业健康发展。

    随着天气入秋,昼夜温差加大,风电、光伏等新能源发电进入大发时期。风电、光伏等清洁能源的快速发展,为随州地方经济发展提供绿色能源支持的同时,有效降低了二氧化碳及污染物排放,获得环保、经济双重效应。

    张建勇应该是甘肃风电行业资历最深的从业者,1997年6月,甘肃首座风电场刚投产时,他就在那里上班了。

    新能源项目建设快马加鞭

    18年过去了,甘肃第一批安装的4台风电机组依然运转良好。

    甘肃省是全国清洁能源较为丰富的省区之一,风能资源理论储量为2.37亿千瓦,居全国第五位。可开发利用的风能资源主要集中在河西走廊和部分山口地区,占全省总面积的39%。而且河西地区日照时间长、强度高,光热资源也十分丰富。大面积未利用的戈壁,具有开发建设大型太阳能基地的良好条件。

    与张建勇“梦开始”的时间差不多,1997年国内风电产业也刚刚起步,19座风电场装机14.6万千瓦,进口机组占大部分。

    从河西第一个装机容量为5万千瓦的风电场落户酒泉,到全国首座千万千瓦级风电基地在酒泉开工建设,甘肃新能源产业发展速度之快令业界瞩目。目前,甘肃省已有并网风电场41座,装机容量570.16万千瓦;并网光伏电站15座,装机容量15万千瓦。仅嘉酒地区风电、光电装机总容量就达558.41万千瓦。

    18年之后,张建勇已经成为一家风电场的厂长。他所在的甘肃洁源风电有限公司已从最初的7人发展到现在的250人,装机容量也相应从1200千瓦增长到108万千瓦,发展速度和规模无比惊人。

    中国水电瓜州风电有限责任公司干西第一风电场值长郑志平介绍说:“瓜州风电场建设初期,瓜州县委县政府在‘竞赛台’上为各风电场配发了一面小旗,旗子的颜色和升降高度会根据各个工程建设的进度有所区别,施工进度慢的风电场会在县上通报批评。”

    我国风能资源丰富,主要集中在西北、东北、东部沿海地区。甘肃风力资源理论储量为2.37亿千瓦,可开发容量在4000万千瓦以上,酒泉地区的瓜州县享有“世界风库”的别称。2007年,甘肃省委、省政府明确了建设河西走廊风电基地、再造西部“陆上三峡”的战略构想。

    据了解,风电与光伏发电产业项目建设周期短、速度快。一个风电项目工程从规划到建设完工只需7~8个月,而光伏发电项目建设周期仅为风电项目建设周期的一半。为了实现酒泉风电基地一期装机目标,自2010年5月以来,酒泉风电场月均以80万千瓦以上的速度推进。从2009年9月8日到2011年11月3日,酒泉风电基地一期工程仅用两年时间便已竣工投运。

    2009年8月8日,酒泉千万千瓦级风电基地一期工程破土动工,越来越多的人将“陆上三峡”与这块热土联系起来。

    统计显示,2009年甘肃风电装机量为89.7万千瓦,2010年达到145万千瓦,2011年则升至560万千瓦,今年预计甘肃风电装机容量将达到800万千瓦。预计到2015年年底,酒泉风电装机将突破1000万千瓦,成为真正意义上的千万千瓦级风电基地。而到2020年,甘肃风电装机容量将会达到2000万千瓦以上。

    相比风电快速发展,光伏装机更是狂飙突进,2009年12月30日,由国家能源局实施特许权招标的国投敦煌光伏电站投产,装机容量为1万千瓦,就已经是当时国内最大的光伏电站。

    电力送出矛盾随之凸显

    仅仅过了3年,省内最大的光伏电站头衔悄然易主———甘肃金泰光伏电站装机规模如今是全行业的翘楚。

    华能桥湾第三、第四风电场项目投资约40亿元,装机容量为31万千瓦,所发电能通过桥湾330千伏升压站升压后依托敦煌750千伏变电站送出。“每年10月到次年3月是这里的风电大发期,但是风电场限电负荷却达到了30%~40%。”在风电场工作多年的满锋利说。

    受益于国家多项新能源扶持政策,也得益于甘肃河西地区广袤的碎石戈壁和充足的风光资源,一大批清洁能源项目和金泰一样,如雨后春笋般在河西走廊生根发芽。2014年底,甘肃风电装机达到1007万千瓦,在全国排名第二,光伏装机517万千瓦,全国排名第一。

    750千伏输变电工程被誉为甘肃风电外送的“高速路”。尽管风电场低电压穿越整改后,河西风电输送能力从原来的160万千瓦提高到260万千瓦,但仍无法满足酒泉541万千瓦风电上网的需求。倘若遇到酒泉地区小水电大发、冬季火电机组供热发电、风电大发,电力送出的矛盾将愈发凸显。

    如果按照省级电网并入的新能源装机统计,甘肃新能源装机总量在全国排名第一。古老丝绸之路上的驼铃早已被尘埃淹没,这片风掠黄沙、紫外线泛滥的土地已成为各路资金追逐的热土。

    “光伏发电项目现在发展规模相对较小,未受限制,但是在建项目年底投运的话,今年底至明年上半年,光电和风电都将受限。”酒泉供电公司发展策划部主任李常生坦言。

    技术:从追赶到领先

    据悉,甘肃核准在建的风电、光电装机总容量179.96万千瓦,已开展前期工作的风电、光电装机总容量达到1046.9万千瓦。但从目前情况来看,省内用电负荷较小,外送通道容量有限,系统调峰能力严重不足,无法满足如此大规模的新能源送出与消纳要求。新能源大规模并网后,其电量若在省内消纳,必然会挤压其他电源的市场空间,导致火电企业全面减产。因此,从电力电量平衡的角度考虑,在今后的一段时间里,甘肃电网“供大于求”的局面将持续存在,河西地区风电等新能源外送受市场消纳、输送通道、调峰能力等问题制约,仍将处于受限状态。这也是全国新能源发展面临的共性问题。

    2011年2月24日,甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场,因一个开关间隔出现电缆头故障,导致绝缘被击穿。但就是这个小小的电缆头,推倒了多米诺阵列的第一块骨牌,脆弱的风电场顷刻间一个接一个倒了下去。

    据甘肃省电力公司调控中心相关负责人介绍,目前制约甘肃新能源发展的主要因素还是市场消纳能力不足。有效的解决途径是,在政策支持下提高新能源就地消纳水平,同时在更大区域范围内进行消纳。

    这样的场景在2011年初连续发生,原国家电监会对此严加整顿。

    中电国际干西第一风电场安生部经理助理张亮说:“我们风电二期工程项目的前期工作已经完成,后续工程尚未启动。现在我们只能寄希望于政府和电网公司,一方面希望政府出台新的政策,就地消纳富余能源,另一方面也希望电网公司进一步拓宽新能源外送通道,这样我们发出的电就能多送出一些。”

    为什么当时的国家电监会如此高度重视风机脱网问题,大规模风机脱网又会造成什么严重后果呢?据了解,大规模风机脱网会引起电网电压波动,有可能导致电网瘫痪,造成大停电。发生在2003年8月14日的美加大停电和2012年8月1日的印度大停电,均造成了严重后果:交通瘫痪、通信瘫痪、上下水瘫痪,人类文明失去动力支撑而陷入混乱。

    全力保证输出通道安全稳定

    酒泉大规模风机脱网事故让人把目光投向风电技术强国丹麦,寻求防范之道。

    2011年,由于风电场设计、施工及风电机组不具备低电压穿越能力等原因,酒泉地区相继发生4次风电机组大规模脱网事故,引起业界高度关注。

    世界上最早利用风电的丹麦,2007年风电所占比重已经达到21.22%,在其发展风电的一百多年里,并没有出现类似国内的风机大规模脱网事件。

    为有效防止因风电机组故障造成大面积脱网事故,2011年11月,甘肃电网风电场低电压穿越能力检测工作全面启动。经过半年的整改治理,甘肃风电场安全隐患治理和设备达标改造工作基本完成。

    华中科技大学教授、从事973计划大规模风力发电并网基础科学问题研究的首席科学家袁小明指出:欧美风电机组是分散接入电网的,发电量就地消纳,与我国远离负荷中心、大容量集中连片的新能源布局恰恰相反。这两个特点与我国的资源条件是有关系的。所以我国面临的技术挑战要比欧洲更加严峻。

    作为酒泉风电基地一期项目的配套送出工程,河西750千伏输变电工程使河西电网最大送出功率突破300万千瓦。为了保证风电输出通道安全稳定,甘肃省电力公司围绕风电出力特性,首次在国内风电送出输变电工程中应用可控、高抗技术,有效解决了河西750千伏电网无功调节和限制过压的矛盾,大大提升了电网的安全可靠性。此外,该公司还投资640万元,完成了大型风电群有功智能控制、风电功率预测等系统的研发。这些系统可为酒泉风电基地增加7.05%的上网电量,从而保证风电送出水平的最大化。

    针对风电的波动性和随机性特点,甘肃电网近年来开发了大规模集群风电控制系统,实现了对风电的闭环控制、实时智能调度及风火协调机制。甘肃省调端陆续建设了“风电有功智能控制系统”、“风电实时监测与超短期功率预测系统”、和“风电场发电计划申报考核系统”,丰富了风电场运行监测和控制手段,提高了电网和风电场的安全运行水平。

    随着河西风电的大力发展,光伏产业也积极效仿风电发展模式,着手打造千万千瓦级光伏基地。目前,甘肃省电力公司按照“统筹规划、合理送出、就地消纳”的原则,适时提出了“各并网项目先制定整体送出方案,再进行单体项目接入”的要求,形成了在统一电力规划的框架内编制风、光电发展规划的互动协同机制,实现新能源科学发展,积极引导用电负荷发展,促进新能源就近消纳,缓解新能源发展与市场消纳的矛盾,从而保证了新能源整体开发规模与电网消纳能力协调发展。同时,该公司积极开展风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发,不断提高风电场、光伏电场技术性能标准,逐步改善酒泉地区的风电场、光伏电站集群出力特性,甘肃电网接纳、消纳、送出新能源的能力得到稳步提升。

    由甘肃电力承担的国家“863”项目《风电场光伏电站集群控制系统研究与示范》和《电网友好型新能源发电关键技术研究与示范》,在各科研单位的配合下,完成相关技术攻关,目前已进入验收阶段。

    从2011年大规模风电场低电压穿越能力改造,到两项“863”技术攻关,国内新能源产业不仅在单机制造方面向国际水平看齐,而且在大规模新能源运行管理方面超越了欧美。

    市场:西北风吹蓝东部天

    甘肃的风电、光伏等新能源面临着供电能力过剩与用电能力不足这一对矛盾,在新能源集中的河西地区,这一矛盾尤为突出。

    截至2014年底,河西五市新能源装机达1426万千瓦,火电和小水电装机为598.8万千瓦,当地负荷约为400万千瓦,电力装机容量富余,本地无力消纳,在目前的电力市场环境下,只能实施电力外送。

    建设电力大通道,把清洁能源送出去是甘肃地方政府和甘肃电力的共同愿望。

    2011年11月3日,西北联网一通道———河西750千伏联网工程与酒泉千万千瓦级风电基地一期工程同日竣工。

    河西“750工程”承担两个使命,一是新疆与西北联网,二是酒泉风电送出。

    西北联网一通道建成之后,国家电网又建设了新疆至西北主网750千伏第二通道,酒泉四回750千伏线路最大输电能力提高到750万千瓦,缓解甘肃新能源出力受限局面;为确保酒泉二期800万千瓦风电送出与消纳,酒泉—湖南±800千伏特高压直流输电工程完成前期工作,等待核准。

    远期的电网建设对新能源的拉动效果令人期待,目前,甘肃新能源电力外送规模不断刷新纪录。2015年底,甘肃跨省外送电量155亿千瓦时。155亿千瓦时的清洁能源进入三华地区,相当于当地火电机组少烧511.5万吨标准煤,这对于雾霾深重的东部沿海来说,是乐见的结果。

    在省内,甘肃省政府及各级部门与甘肃电力多方尝试,提高新能源消纳能力。2014年,甘肃累计实施电能替代项目4431个,替代电量15.27亿千瓦时,减少二氧化碳排放130多万吨。2015年,甘肃电力组织发电企业和电力用户直接交易,全年申请交易电量41.732亿千瓦时,提升了新能源消纳能力。

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