“三华”构建特高压同步电网 求解风电之困

 近5年来，我国始终是全球风电装机增长速度最快、新增风电装机容量最大的国家，风电并网装机从200万千瓦增加到7500余万千瓦。然而，在世界风电第一大国，局部地区弃风的“生长痛”也愈发凸显。国家电网公司正为消纳风电、解决弃风问题竭尽所能。众多专家建言献策，呼吁电网建设应该走在风电开发之前。加快构建“三华”特高压同步电网，扩大“三北”地区风电消纳范围，这样一条风电解困之道，正在理性思考的碰撞中逐渐明晰。

趋势：“风电热”仍在升温

“不到十年的时间内建立起完整的风电工业体系，这不能不说是个奇迹。”国家能源局原局长张国宝曾这样感叹。的确如此，追溯至2003年，我国风电装机仅有40多万千瓦，而短短9年间，这一数字已经增长了180倍，中国风能协会最新数据显示，截至2012年年底，我国风电装机容量已达到7532万千瓦，稳居世界第一位。

2006年至2012年，全球风电装机年均增长约25%，在风电发展较快的国家中，美国年均增长30%，德国、西班牙、丹麦均在10%左右，而我国年均增速高达87%，一年新增装机总量超过上述四个国家新增装机的总和。我国用6年时间，走过了欧美发达国家15年的风电发展历程。

中电联提供的数据显示，2006年至2012年，全国风电利用小时数平均约2000小时，与欧美发达国家利用水平基本相当。我国风电装机集中的蒙东、蒙西、甘肃、冀北4个地区，风电年发电量占用电量比例达到20%以上，与丹麦、德国、西班牙等风电发达国家水平相当。

今年全国两会期间，一些来自电力行业的代表委员也对弃风限电问题谈说有加。一位全国政协委员表示，从2010年开始，我国出现明显的风电限电现象，近两年限电更加频繁和常态化，特别是在“三北”地区，有些地方的弃风电量已超过50%。弃风限电既导致大量清洁能源白白浪费，也使企业的经济收入受到较大影响，致使整个产业链资金流动性不足，不少开发商因此亏损较重，行业发展受到制约。

今年4月，来自国家能源局网站的数据显示：2012年全国风电平均利用小时1890小时，比2011年的1920小时减少了30小时。

而最新的形势是，国家能源局新近核准了“十二五”第三批风电项目，未来3年，我国还将新增风电装机8000万千瓦，保持35%以上的高速增长，“十二五”末将达到1.4亿千瓦，与国家颁布的《中国“十二五”可再生能源发展规划和风电发展规划》中确定的1亿千瓦装机目标相比，超出了40%。

风电建设的快马加鞭让弃风之忧更加严重。2012年全国两会政府工作报告明确指出，要“制止太阳能、风电等产业盲目扩张”。此后，国家能源局下发特急文件，要求各省(市)发改委严格执行风电项目核准计划，对于弃风超过20%的地区，原则上不得安排新的风电建设项目。

但风电大干快上的势头已难以遏止。一位从事风电场建设的业内人士透露，由于风电可享受优惠政策，且投资风电市场门槛较低，收回成本较快，引来不少企业加入，造成一些地区风电供需失衡、消纳困难。“一头是送电通道的饱和，另一头是风电投资者蜂拥而至。”

对此，中国可再生能源学会风能专委会副理事长施鹏飞认为，应为风电发展制定统筹协调的“十二五”规划，包括开发建设布局、技术装备、产业体系等各个方面，尤其要重点做好风电规划与电网规划的协调，“这是我国风电回归理性的首要条件”。

电网：竭尽所能消纳风电

事实与人们的印象常有出入，一季度，风力发电量逆势而涨。

各调度部门数据显示，我国风力发电量在一季度创出新高，国家电网消纳风电电量294.2亿千瓦时，同比增长49.5%，高于风电装机增长速度近19个百分点——这说明，消纳能力暂时跑赢并网装机。

对照国家能源局4月15日发布的数据，上面这组数据就更难能可贵：我国今年第一季度全社会用电量同比增长7.3%，其中3月份同比增速仅有2%，相比去年年末连续三个月超过6%的增长，全社会用电量遭遇“倒春寒”。

但这并不意味着矛盾的解决。业内专家指出，目前风电项目严重超规划建设，一边是大幅增加风电装机，一边是电网建设项目不能落地，按照这一模式发展下去，势必会造成更大范围的弃风，并可能引发一系列矛盾和问题。

据国家电网公司发言人张正陵介绍，为了追上高速发展的风电，国家电网公司超前规划、倒排工期，千方百计加快风电送出工程建设，保证政府核准的风电项目全部及时并网。2006年以来，国家电网公司累计投资风电并网工程458亿元，建成风电并网线路2.53万千米。

记者从调度部门了解到，为了最大限度接纳风电，调度人员每天以风电为中心，统筹安排火电、水电机组配合运行，尤其是在西北、华北、东北地区采取在线监测供暖负荷、实时测算火电调节能力等措施，全力发挥火电机组的调峰能力。针对局部电网网架薄弱，送电能力不足的问题，2011年，国家电网公司通过在“三北”地区配置的53套安全控制系统，提高风电发电量19亿千瓦时。针对风电发电出力的预测难题，在21个调度机构投资建设风电功率预测系统，平均预测准确率85%，达到国际先进水平。

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩评价，国家电网公司在风电并网技术领域开展了大量基础性、战略性和前瞻性的工作，在输电技术、风电调度运行技术、风电场控制技术及储能等领域开展研究与应用，还加强了风电并网问题的国际交流与合作。

今年一季度，国家电网经营区域内新增风电560万千瓦，总并网容量达到6110万千瓦，同比增加1430万千瓦，增长30.6%，占总装机容量的6.25%。其中，蒙东、甘肃、冀北和蒙西四个地区风电装机占比均超过20%。同期，国家电网消纳风电电量294.2亿千瓦时，同比增长49.5%，高于风电装机增长速度近19个百分点。3月9日，风电电力和日发电量再创历史新高，风电最大电力达2569万千瓦，占负荷最大比例为5.88%，日电量达5.56亿千瓦时，占用电量的5.8%。

考察消纳水平有两个参考指标：风电出力占负荷最大比例、日电量最大占比。今年一季度，很多省级电网的两项指标有冲高趋势：蒙东106%(2月12日)和93%(2月4日)，甘肃32%(2月6日)和30%(3月9日)。另外，吉林、黑龙江和宁夏等省电网的两项指标也均超20%。

以上数据至少能得出两个结论：在社会用电量出现倒春寒的形势下，国家电网区域内，今年一季度的风力发电和日发电量创出新高，消纳风电的增幅明显高于风电并网装机的增幅。

事实胜于雄辩，在电网企业已尽其所能的情况下，把弃风难题归结为“把电网积极性调动起来”就一好百好的说法，实际上既不客观，也偏离了问题的核心。

探究：是什么造成了消纳难?

弃风，是理想与现实的差距，更是产业与市场的背离。在“世界风电第一大国”的光环之下，在中国风电装机高歌猛进的过程中，风电行业却迅速从高峰滑入低谷，一些中小风电设备企业破产，风电并网消纳难、弃风问题逐渐严重，风电事故频发，安全形势堪忧。而弃风，只是这一系列问题积聚后的最直接反应。

人们要问，风电强国德国、丹麦等，风电量占比已超过20%，并未出现大量弃风的现象，而中国风电占电源装机的比重只有5%，为什么就难以消纳?

首先，涉及如何科学比较的问题。目前国际上风电并网装机超过500万千瓦的国家有9个，而我国蒙东、蒙西、甘肃、冀北4个地区风电并网装机均已超过500万千瓦，风电年发电量占用电量比例分别达到40%、12%、11%、9%，与丹麦、德国、西班牙等风电发达国家水平相当。

所以，更科学的比较方法是，用我国的一个地区与欧美某一国相比，“我国内蒙古、甘肃等省区风电装机容量比重、发电量比例等主要指标已经超过德国等国家，仅次于丹麦。”甘肃电力风电技术中心主任汪宁渤说，“但是，丹麦风电主要采用靠近负荷中心的分散式发展模式，丹麦全国风电总装机容量不到500万千瓦，不仅可以在整个北欧市场消纳，而且还可以在德国市场消纳部分风电;不仅国内调节能力强的燃气发电比重很高，更重要的是挪威水电为丹麦风电调峰、消纳提供了坚强的保证。”反观我国，风电集中的西北、华北、东北区域电源结构单一，抽水蓄能、燃气电站等灵活调节电源比重不足2%，特别是冬季由于供热机组比重大，基本没有调峰能力，我国风电取得现在的成绩已“实属不易”。

其次，全国范围内消纳风电的大市场尚未形成。中电联副秘书长欧阳昌裕认为，“与欧美国家不同，我国的风能资源主要集中在西北、华北、东北地区，这些地区消纳能力有限，又受跨区输送通道建设滞后影响，矛盾就越来越突出。”现在国家电网消纳的几千万千瓦风电，也是我们在区域之间有一定联网，加上统一调度、统一安排负荷，才努力实现的。

中国能源网首席信息官韩晓平说，我国电源结构单一、系统调峰能力不足也是造成风电难消的重要原因。风力资源具有间歇性和随机性，甚至经常与人们的用电习惯背道而驰。例如内蒙古地区夜间风大，但夜间电网负荷很小，如果风机满额发电，电量根本无法得到消纳。正因如此，风电大规模并网后，需要增加快速调峰电源保障电网安全。

中国工程院院士黄其励说，“三北”地区电源结构都是以火电为主，火电装机占比达到81%，且多为供热机组，既没有快速跟踪负荷的气电，又缺少可以灵活调峰调频的抽水蓄能电站，冬天供热期系统调峰尤为困难。反观欧美发达国家，西班牙燃油燃气及抽水蓄能等灵活调节电源比例高达34%，是风电的1.7倍;美国灵活调节电源比例达到47%，是风电的13倍。对比显而易见。

第三，风电规划与电网规划不协调。国家电监会在2011年《重点区域风电消纳监管报告》里也指出，“三北”地区风电发展面临的首要问题就是“风电规划与电网规划不协调”。《报告》中举例，河北地区由于风电建设投资方和地方政府对风电发展比较积极，目前已投产、核准和取得路条文件的风电装机容量已达到1490万千瓦，远远超过原《河北省风电发展规划》中2015年达到1013万千瓦装机容量的目标，特别是承德丰宁地区原《规划》仅60万千瓦，但已开展及拟开展前期工作的风电场已近200万千瓦，原有输电规划将远远不能满足目前风电发展需求。

“风电和电网建设还存在严重不同步的问题。”汪宁渤说，以甘肃酒泉为例，风电场大多建于戈壁滩上，征地、拆迁、赔偿等阻碍不大，地方政府又大力支持，便捷地办理环保等审批后，就基本可以开始建设了。但送出线路走廊和变电所必须首先解决征地、拆迁、赔偿等方面的问题，电网建设前期手续相对复杂和困难。通常一座20万千瓦的风电场半年就完全可以建成投产，但配套接入和送出电网工程的建设则需要一年时间，即使风电场和电网同时开工建设，也会存在时间上不同步的问题。“现在的情况是，电网建设完全跟在风电开发后面跑。”

对此，蒙东电网一位负责人感触很深。“2012年年底，辖区内并网风电场达到72座，装机容量达到703万千瓦，占地区总装机的比例为33%;2012年风电累计发电量达102.48亿千瓦时，占蒙东地区发电量的13.87%，这些数字都超过了德国和西班牙。”蒙东电网对风电的消纳处于国内乃至世界领先水平，是当之无愧的绿色电网。然而，这里的风电装机增长速度远超负荷增长速度。2012年蒙东地区风电装机由2011年年底的567万千瓦增长至703万千瓦，同比增长了24%，但蒙东地区最大负荷仅由2011年的389万千瓦增长到403万千瓦。“在电网接纳能力趋于饱和的情况下，同比增长3.6%。蒙东地区仍被指为全国弃风最严重的地区之一，可见并非电网不积极，而应归咎于风电开发得如此盲目。”

建言：加快特高压电网建设

内蒙古辉腾锡勒大草原，汽车顺着绵延的公路行驶，放眼望去，远处的草地和山坡上，赫然出现一架架风车，高耸、挺拔，白色的桨叶在风中旋转，犹如旷野中、蓝天下一个巨大的游乐场。

这是位于内蒙古乌兰察布的一处风电场，是我国“风电三峡”的一个缩影。

张国宝始终为风电发展鼓与呼，主管能源行业11年、执掌国家能源局3年中，在风电领域的强势突破和以罕见的速度突发猛进，成为他耀眼的政绩。“风电三峡”，正是他首创的理念，在业界广为传播;而他一再强调的“建设大基地、融入大电网”，却在某种程度为人们所忽视和淡忘。他认为，“弃风、弃水现象的存在，就是因为输电线路建设滞后、外送通道不畅。一方面雾霾肆虐饱受诟病，另一方面清洁能源又大量弃用，实在是不应该。究其原因主要是特高压输电线路旷日持久争议久拖不决，至今电网规划没有出台，有电送不出来。当务之急应尽快审批蒙西锡林浩特至南京、甘肃酒泉外送特高压线路。”

华北电力大学教授曾鸣建议，处于源头环节的规划工作应做足功课，“尤其是风电基地的开发规划，要做好对消纳市场的研究和配套电网规划的衔接，而这并不是一家电网企业之能事。”除规划外，风电场项目和电网相关配套项目也应尽量在同步核准。“为保证这一系列工作顺利开展，能源主管部门要在其中发挥积极协调作用。”

中国能源建设集团有限公司副总经理张羡崇表示，由于我国风电主要集中在“三北”地区，光靠风电场所在地的省内负荷，效果非常有限。扩大风电的消纳范围是提高风电消纳能力的重要途径，风电的出力特性要求风电接入的电网具备大范围优化配置的能力。

据了解，按照国家风电发展规划，到2020年全国风电装机达到2亿千瓦，预计有80%左右集中在远离负荷中心的“三北”地区。受市场规模、电源结构、跨区输电能力不足等因素制约，市场消纳问题已成为制约风电进一步发展的最大瓶颈。

中国工程院院士薛禹胜认为，华北、华东、华中三大电网的电力负荷约占全国的三分之二，是接纳我国东北和西北风电的主要受端市场。三大电网的电源结构存在明显差异，华北和东北电网受供热机组比重较大影响，冬季调节能力相对较差;华中电网受季节性水电影响，夏季调节能力相对较差。因此，通过建设华北—华中—华东互联的大同步电网，可充分利用不同季节各类电源的相互补偿调节，在发挥错峰、降低峰谷差等联网效益的同时，可大幅提高系统消纳风电的能力。

华北电力大学曾鸣教授表示，当前应加快构建“三华”特高压同步电网，扩大“三北”地区风电消纳范围，从根本上实现风电规模化开发和有效利用。

世界风能协会会长、中国可再生能源学会风能专业委员会理事长贺德馨同样认为，在风能资源丰富的地区，应采用高电压、远距离输送。除此之外，发展风电功率预测技术、规模化储能技术、电力系统运行实时调度和控制管理技术也十分必要。

根据国家电网计划，“十二五”期间，“三华”地区(华北、华中、华东)特高压交流线路将建成“三纵三横一环网”;也将新建11条特高压直流线路，特高压交流和直流总投资将超过5000亿元。而到2020年将建成以“三华”地区为核心，联接我国各大区域电网和主要负荷中心的特高压骨干电网。据测算，1条特高压输电线路的输送容量是500千伏的4倍多，输送距离是500千伏的2倍。

“三纵三横”的起点有五个是在煤电基地，这五个煤电基地基本上都是有风电的。所以，要通过这些特高压的通道，实现“风火打捆外送”。按照规划，“三纵三横”特高压电网建成之后，到2020年，可以把“三北”地区7000万千瓦风电送到“三华”地区。

也有专家表示，除技术层面外，国家还应抓紧完善配套政策。比如出台风电基地配套跨省区消纳的电价机制，适当提高风电接网费用的补贴标准，对于大型风电基地送出工程，单独核定输电价格;比如建立健全用户侧峰谷电价政策，完善现行辅助服务管理办法，明确常规电源为新能源提供辅助服务的补偿标准等。

各方专家的谏言已开始落地。联接我国各大区域电网和主要负荷中心的“三纵三横”特高压骨干电网建设已有眉目。记者从国家电网公司获悉，东纵的起点在内蒙古的锡盟，落点在南京，送电能力900万千瓦，工程前期工作已全部完成，具备核准条件;西纵起点在蒙西，落点在华中，送电能力1580万千瓦，已经申请开展前期工作;今年9月份将完成竣工验收、具备带电条件的哈密南—郑州±800千伏特高压直流输电工程，送出能力800万千瓦。

风电救赎之力，来自反思，来自行动。“风电和电网之间形成了相互促进良性互动共同发展的新局面。风电发展无疑已经逐渐走上正轨，这个正轨源自业界对标准、技术的认同。科学发展、统筹规划是我们从风电大国走向风电强国的关键。”欧阳昌裕坦言，如今新能源和电网技术取得了重大突破，特高压技术也已经成熟，大规模开发新能源的条件已经具备，“风电第一大国的明天依然值得期待。”