新能源并網(wǎng)何其難 體制和技術(shù)原因是根本
“十一五”以來，我國新能源發(fā)展突飛猛進，風電新增裝機容量連續(xù)5年翻番，目前裝機規(guī)模世界第一;太陽能電池產(chǎn)量以超過100%的年均增長率快速發(fā)展，2007—2010年連續(xù)四年居世界第一。然而，我國新能源在快速發(fā)展的同時，也面臨著因速度過快帶來的質(zhì)量和安全問題，而當前“并網(wǎng)難”問題尤為突出，成為困擾新能源發(fā)展的最大瓶頸。那么，究竟該如何看待新能源“并網(wǎng)難”?“并網(wǎng)難”問題產(chǎn)生的根源是什么?該如何破解?
一、新能源“并網(wǎng)難”是一個不容爭辯的客觀現(xiàn)實
目前，伴隨著新能源規(guī)模的快速擴張，輸變電設施建設明顯滯后，導致新能源發(fā)展出現(xiàn)了“并網(wǎng)難”、設備利用小時下降、能源浪費、安全事故頻發(fā)等問題。我國北方風電集中開發(fā)地區(qū)大都遭遇較嚴重的棄風限電問題，東北一些地區(qū)冬季棄風限電比例已近50%;西北主要風場因數(shù)次脫網(wǎng)事故，目前限電竟高達70%%—80%，風能資源最好的一些地區(qū)，設備年利用小時數(shù)還不到1400.2011年，并網(wǎng)風電發(fā)電量盡管同比增長48.16%，但設備利用小時數(shù)卻比上年降低144小時，全國范圍內(nèi)平均風電棄風電量占比達20%，直接經(jīng)濟損失達近百億元。太陽能也出現(xiàn)因無法并網(wǎng)而不得不“棄光”的苗頭，2011年太陽能光伏發(fā)電的設備利用率也較上年有所下降，年利用小時數(shù)僅1700左右。2011年，包括水電、核電、風電和太陽能發(fā)電等主體非化石能源占一次能源消費比重不升反降，2011年上述主體非化石能源占一次能源消費比重為8.3%，比2010年8.6%的占比有所下降。大規(guī)模風電接入電網(wǎng)也對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來新的問題和挑戰(zhàn)，電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力增大、電壓控制難度提高、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行風險增加。從我國新能源這幾年的發(fā)展可以看出，電網(wǎng)企業(yè)在系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行和新能源“并網(wǎng)”方面遇到較大困難，出現(xiàn)較多棄風和數(shù)次系統(tǒng)穩(wěn)定事故，使超大規(guī)模集中并網(wǎng)的新能源對電網(wǎng)運行安全性影響受到關注，大量限電使風電項目經(jīng)濟性降低，風電設備產(chǎn)能大量積壓，產(chǎn)量大起大落，這也是當前風電發(fā)展速度出現(xiàn)放緩局面的原因所在。
二、“并網(wǎng)難”的產(chǎn)生既有技術(shù)原因，更有體制原因
“并網(wǎng)難”問題產(chǎn)生的原因很多，既和新能源的特性有關，也和體制機制不盡合理有關，但從本質(zhì)而言，后者才是造成新能源“并網(wǎng)難”問題的最根本原因。
1.技術(shù)原因?qū)Σ⒕W(wǎng)問題有影響，但并非根本原因
說到新能源“并網(wǎng)難”，不少人認為是并網(wǎng)在技術(shù)上有困難。的確，新能源發(fā)電無論是風能還是太陽能，均具有隨機性強、波動性大、出力不穩(wěn)定、調(diào)峰調(diào)頻能力差、不能大規(guī)模儲存的特性，與水電、火電等常規(guī)電源相比，目前還沒有辦法像常規(guī)電源一樣對風電場有功出力進行計劃安排和控制，在接入電網(wǎng)時容易使電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行風險增加。但如果認為這是造成“并網(wǎng)難”的根本原因，那就有失偏頗了。歐洲早在2005年的研究成果就表明，風電的大規(guī)模并網(wǎng)不存在技術(shù)和經(jīng)濟上的障礙。最近，美國通用電氣公司，受本國各電力公司、能源署和ISO委托進行的一項研究表明，電網(wǎng)能夠接納大比例的風電和太陽能，而且沒有接納的上限，該研究還指出，制度和市場機制是電網(wǎng)成功接納大比例風電等可再生能源的關鍵。而我們國家也有非常好的例子。截至2010年年底，蒙西電網(wǎng)接入風電容量達630萬千瓦，占電網(wǎng)裝機總?cè)萘康?6.4%，占電網(wǎng)最大發(fā)電負荷的32%，占最高供電負荷的38%。事實證明，大規(guī)模發(fā)展風電是可行的，我們要做的是堅定信心，解決眼前遇到的問題。
2.體制機制因素才是造成“并網(wǎng)難”的根本原因
首先，在于新能源發(fā)展中的集中開發(fā)模式。目前我國新能源開發(fā)明顯傾向于集中開發(fā)模式，八大千萬千瓦級風電基地和大型光電基地基本都處于地廣人稀、用電負荷很小的西北部地區(qū)，而電力消費大省又都集中于東部沿海和中部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，這必然帶來電力的遠距離輸送問題，需要配套建設輸變電設施，投資巨大。為了遠距離輸送風電光電，需要層層升高電壓，配套新建從10千伏至750千伏之間各個電壓等級全套輸變電設施，才能將風電光電輸送到上千公里甚至數(shù)千公里以外去使用。加之長距離線損和層層變損對輸電經(jīng)濟性影響頗大，過網(wǎng)費進一步降低了經(jīng)濟競爭力。正是由于我國新能源的集中開發(fā)模式，造成了新能源發(fā)電投入大、并網(wǎng)難、效率低等一系列問題。
其次，并網(wǎng)政策和技術(shù)標準與新能源發(fā)展缺乏有效銜接。新能源發(fā)電的波動性使得其在接入電網(wǎng)時，可能會產(chǎn)生諧波、逆流、網(wǎng)壓過高等問題，對現(xiàn)成電網(wǎng)造成一定的沖擊，因此也受到電網(wǎng)公司的消極處置。而我國包括風電場接入、并網(wǎng)檢測、調(diào)度運行三方面的風電并網(wǎng)技術(shù)標準，目前僅有部分國家和行業(yè)標準正在開展工作，標準體系尚不完善。我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)將長期存在，風電的快速發(fā)展，使得相適應的系統(tǒng)備用和調(diào)峰等電網(wǎng)調(diào)控手段亟待加強研究和推廣應用。各地普遍存在著拼裝機容量、拼風電設備制造，但卻不注重風電場控制的核心技術(shù)與并網(wǎng)標準等軟指標。
最后，電網(wǎng)配套落后，利益關系有待理順。我國并網(wǎng)的新能源項目主要建設于西北地區(qū)，就地發(fā)電就地消化，但當?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力有限，若不能盡快建成高壓遠距離輸電，實施大區(qū)域調(diào)度和理順電網(wǎng)公司等各方利益關系，則并網(wǎng)難的問題仍將存在。
三、完善體制機制，破解新能源“并網(wǎng)難”瓶頸
從以上分析可知，新能源的并網(wǎng)和消納是一個綜合性問題，需要各方共同努力，完善體制機制，多措并舉才能更好解決。
1.積極倡導“分散式”新能源開發(fā)模式。分散式開發(fā)是指不通過變電站，直接將風電升壓后接入農(nóng)網(wǎng)和低壓電網(wǎng)。相比大規(guī)模集中開發(fā)，分散式開發(fā)可以降低成本，分散電網(wǎng)的事故風險并緩解消納瓶頸，適合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)好、土地面積有限的地區(qū)。目前，分散式開發(fā)已經(jīng)在歐洲形成一定規(guī)模，但是我國僅在內(nèi)蒙古有兩臺示范機組，潛力巨大。過去提倡建立大基地融入大電網(wǎng)促進了風電規(guī)模化發(fā)展，當前更應在此基礎上，支持資源不太豐富的地區(qū)，例如云南、安徽、湖北、湖南、山東、山西、重慶、貴州、西藏和四川等地，發(fā)展低風速風電場，倡導分散式開發(fā)。
2.加強并網(wǎng)技術(shù)標準的前瞻性研究與制定。國外十分重視新能源并網(wǎng)標準制定，歐洲各國都對風電并網(wǎng)提出了嚴格的技術(shù)要求，并通過立法建立了嚴格的風電并網(wǎng)檢測制度，確保并網(wǎng)風電滿足技術(shù)標準要求。西班牙電網(wǎng)公司對風電場的發(fā)電預測進行嚴格考核，誤差比例超過20%則需要向電網(wǎng)企業(yè)繳納罰款，以此激勵風電場提高預測精度。歐洲和美國的風電發(fā)展經(jīng)驗表明，大規(guī)模的風電并網(wǎng)要求對風電功率進行準確預測，我國在這方面已經(jīng)開展了一些工作。今后要在現(xiàn)有工作的基礎上，不斷提高預測精度，從技術(shù)上保障更多的風電并網(wǎng)和消納目標的實現(xiàn)。
3.建立系統(tǒng)的利益疏通引導機制。鼓勵、引導和疏通電力系統(tǒng)所有參與者發(fā)展新能源的熱情，充分挖掘他們的技術(shù)潛力，才能更加有效地促進新能源并網(wǎng)和消納。要建立風電并網(wǎng)成本及調(diào)峰機組減收補償機制。為保障風電順利接入和傳輸，近期需要加強電網(wǎng)建設和改造，國家應對電網(wǎng)企業(yè)由此增加的合理成本予以補償。此外，為保障風電并網(wǎng)，給可再生能源發(fā)電出讓發(fā)電小時數(shù)，降低了其他發(fā)電機組的出力，減少了自身的收益，國家應盡快研究出臺合理的利益補償機制，提高相關企業(yè)的積極性。
4.出臺鼓勵優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)的政策。當前電價的確定和電力調(diào)度的規(guī)則，沒有充分體現(xiàn)電網(wǎng)安全運行過程中能發(fā)揮不同作用電力裝機的價值，如調(diào)峰、備用等設備，其價值通過電網(wǎng)企業(yè)的電力調(diào)度間接實現(xiàn)，這就不能調(diào)動企業(yè)參與這類電源建設的積極性。具有靈活調(diào)節(jié)能力的電源，包括天然氣、抽水蓄能電站目前的價格政策還是空白，它們在系統(tǒng)中所能發(fā)揮的容量價值就無法得到有效的反映。
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