风电借道特高压 2013年总装机容量将达650万千瓦
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在今年1月份,先后有21个风电场获批接入新疆电网,总容量103.95万千瓦。按照计划,年内还将有近20个风电场获批入网。新疆九大风区中目前已经开发的有六个,印有国电、大唐等公司标识的风机正在全疆各地快速布点。预计2013年,全疆风电装机容量将达到650万千瓦。新疆风电的发展势头超出了很多人的预期,那么其并网现状究竟如何?特高压通道建设能给当地风电发展带来怎样的帮助?
现场考察风电场建设。
达坂城风电场。
现状 千万千瓦级风电基地并非遥不可及
新疆风能资源储量极为丰富,陆上风能资源占全国资源总量近40%,可开发利用风区总面积约15万平方公里。而截至4月16日,新疆风电装机容量仅为156万千瓦,占装机总容量7%左右,在全国各省区市中排在第9位。对此,新疆电力调度通信中心水电及新能源处处长常喜强用“潜力巨大、前景广阔”来形容当前的形势。
他告诉记者,由于新疆电网的电量一直有富余,所以风电真正快速发展是2010年新疆与西北电网联网工程投运之后的事。“每年大约增加10个风电场、50万千瓦容量,增长率在50%左右。目前在建的装机容量为61万千瓦,已经核准的大约在150多万千瓦。”
根据国家电网公司的规划,实施“疆电外送”特高压直流输电工程建设,需要配套火电装机规模约3600万千瓦、风电1000万千瓦。1000万千瓦的风电相对于目前全疆最高2000多万千瓦的负荷来说,绝对算得上一个大手笔,它撬动了新疆风电发展的大局,点燃了各大企业发展风电的热情。
哈密与甘肃接壤,距中原负荷中心地区最近,投资少,损耗低,是“疆电外送”的主战场和桥头堡,也是±800千伏哈密南—郑州、哈密北—重庆特高压直流输电工程以及新疆与西北电网联网750千伏第二通道工程的起点。
在哈密有名的风区三塘湖,记者看到,一片一片的风机在一望无垠的戈壁滩上拔地而起,风机上印着各大企业的标识。付涛是华能新能源股份有限公司新疆马莲泉风电场的值长,马莲泉风电场也是当地目前唯一投运的风电场。他说,2009年4月他们刚来的时候,这里基本就是一块荒地,可以随意圈地发展。之后的几年,其他公司都来了,现在风况好的地方都被圈得差不多了。
在马莲泉风电场值班室的墙上,记者看到三塘湖地区的风电发展规划图,图上密集的线型、符号标识着不同企业正在建设或将要建设的风电场,块与块之间的距离已经很接近。
据哈密电业局发展策划部主任刘浩军介绍,哈密地区的风能主要集中在哈密东南部、三塘湖—淖毛湖、十三间房三大风区。其中东南部风区规划装机规模200万千瓦,三塘湖—淖毛湖风区规划装机规模300万千瓦,十三间房风区规划装机规模100万千瓦,加在一起总共600万千瓦。“这些风电主要将通过哈密北—重庆特高压直流工程、新疆与西北联网第二通道工程外送。”
当然,新疆风电发展的迅猛势头与其盈利能力也不无关系。据《中国证券报》报道,新赛股份与国电新疆电力有限公司合资开发已经投产的全部风电场,自有资金财务内部收益率高于18%。而其盈利能力提升源自三个方面:首先,政府和新疆电力公司加大对风电场入网的支持力度;其次,随着在风电场投资建设方面经验的增加,目前这两家公司建设1万千瓦的风电装机容量,仅需投入7000万元,而以往业内普遍公认的是8000万元,成本大幅度下降;第三,随着建设经验的增加,单个风电场的建设周期从以往的两年缩短到现在的7个月。
入网 在保证电网安全的前提下最大限度接纳风电
随着风电装机容量的快速增长和在总装机容量中比例的提高,风电的间歇性和随机性对新疆电网的调峰调频能力提出了严峻挑战。“我们在调度上努力挖掘现有电网的潜力,最大限度接纳风电,但调峰调频依然难度很大。”常喜强坦言。
新疆的风能相较全国而言稳定性较好,在已投运的风电场中,2011年全年平均可利用小时数达2259小时,最大出力占风电装机容量的75%~80%。在付涛看来,这样的风况算得上“非常理想”,他称三塘湖地区4到10月的大风季为“恒风季”。
马莲泉风电场还应用变桨距风机、低电压穿越功能、风功率预测系统、风功率控制系统等,利用先进技术尽力保证风机输出功率的稳定。
尽管如此,与火电和水电相比,风电的不稳定性仍然表现得相当明显。在哈密电业局电力调度通信中心的电脑上,记者看到,马莲泉风电场4月18日最大输出功率是最小输出功率的两倍以上,近期天与天之间的波动性也较大。“目前,哈密电网的总装机容量是112.2万千瓦,风电的装机容量是14.85万千瓦,占的比例较小,对电网影响不大。如果装机容量真的大到一定程度,为了电网安全,我们就只能限负荷了。”该局电力调度通信中心主任薛劲莹说。
另外,新疆风电还存在“反叠加”的特点。“白天负荷高的时候,风机出力相对较小,到晚上负荷降低,风机出力反而增加,这样无形中就拉大了一天的峰谷差,使负荷的波动性加大。”新疆电力调度通信中心水电及新能源处专责孙立成说。据统计,目前新疆风电白天占总负荷的7%~8%,而到了深夜则达到20%左右。
在目前220千伏主网架下,新疆政府部门和新疆公司对接纳风电并网采取审慎而稳健的策略,一方面保证电网的稳定,另一方面减少已投运风电场的弃风比例。据中节能风力发电(新疆)有限公司副总经理伊布拉音介绍,在新疆,只要核准建成的机组,发电就能全额上网,让风电企业最为头疼的限出力情况目前较少。
与此同时,新疆主网升级工程也在规划建设中。新疆公司规划建设三个750千伏环网,分别位于乌鲁木齐周边、南疆和北疆、东疆和北疆,使新疆的主电网升级到750千伏。
“电网大了,电压等级高了,自然能承载更多的风电。同时,电压等级升高,对大规模‘疆电外送’也很有帮助。”新疆公司发展策划部计划处处长王成刚表示。
外送 电力大通道建设使风电消纳不再难
近年来,制约新疆电力工业发展的一个重要因素是电力的消纳,当然也包括风电。新疆幅员辽阔,但就用电量而言,却是个电力小网。2011年,新疆电网最大负荷为2000多万千瓦,售电量为510亿千瓦时,在全国均排在后几名。疆内电力一直处于盈余状态。
随着新一轮西部大开发号角的吹响,“疆电外送”成为中央和自治区政府的主抓工程,力争尽快实现资源优势向经济优势的转化。2010年11月3日,750千伏新疆与西北电网联网工程投运,实现了新疆电网与内地电网的互联,也使“疆电外送”成为现实。
然而如今,这条电力通道已经无法满足电力外送的要求。“目前联网工程允许我们输送的最大容量是130万千瓦,还要依据甘肃风机的发电情况进行调节。而按照新疆现在的装机容量,富余的负荷至少在五六百万千瓦。”孙立成说。
要想使新疆彻底摆脱“能源孤岛”的困局,仅仅将新疆电网与内地联网是远远不够的,必须建设更加坚强的特高压电网,才能将更多绿色能源转化为电能,并及时输送到更遥远的地方。“现在新疆与西北联网的750千伏线路并不能解决新疆的风电难题,必须要有新的通道,就是特高压。”国网能源研究院副总经济师白建华说。
为此,“十二五”期间,国家电网公司规划建设±800千伏哈密南—郑州、±800千伏哈密北—重庆、±1100千伏准东—四川特高压直流输电工程以及新疆与西北联网750千伏第二通道工程,可实现外送电能力3000万千瓦。
这些电力大通道的建设将使大规模风电的消纳不再成为难题,同时依托新疆丰富的煤炭资源,风火打捆外送成为风电送出的最优选择,极大地减小了风电接入对电网的影响。“新疆之所以发展小规模的风电场,就是希望通过分散的方式,避免电网负荷产生大的波动。要想发展大的风电基地,就必须有像甘肃那样大的送出通道。”孙立成表示。他所说的“大的送出通道”正是指特高压线路。
通过特高压、超高压线路输送风电的另一好处是降低线损。新疆风电场一般位于较偏远的戈壁滩上,要接入现有的主网输送距离较长。如马莲泉风电场,接入110千伏巴里坤变电站的线路长达100余千米,高压线损率达到10%以上,这部分损失是由国家电网公司负责的。在哈密北—重庆特高压直流工程建成后,三塘湖和淖毛湖地区的风电可全部通过特高压工程直接外送,这样线损就不再是大问题了。
“特高压不是一条普通的输电线路,而是空中的政治线、经济线、稳定线、发展线。”对特高压线路发挥的巨大作用,哈密地委副书记张文全这样感慨道。(新疆电力公司供图)