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中国电力科学院教授戴慧珠:风电是重要的电源

2009-05-24 来源:互联网 浏览数:2675

  主要的问题我想谈谈风电场与“电网”,这个电网我打了一个引号,就像刚才周局长说的一样,风电要发得出、送得出、用得上,风电的产品它是一度一度电,这是电量,但是平常我们说的是功率多少千瓦,风电的产品和其他产品的不同之处就是它的产品的生产、运输、消耗同时发生,不是说你有一个仓库可以储存,也就是说你用不上就是送不出,也发不出,所以这是风电一个很大的特点。

  那么我们的电力系统有发电、有电力网络、有用户,所以平常我们说电网也可以是电力网络的简称,但是我们说的风电场与电网,这个网是除了风电场以外的其他部分,所以它包含了网络、包含了用户,也包含了电力系统中所有其他部分,所以这个是我们平常说的风电场并网的那个电网。用图来说就是把风电场拉出来,里面各种各样的电源都在这个电网里面,尤其是用户在这个电网里面。

  中国的风电近三年连续累计装机容量翻番,所以这个发展是很突出的,就像这个绿的。

  我们的用户用电是什么样?是下面的蓝线,这是一周的复合曲线,所以虽然它每天用电的功率是变化的,但是它有一个规律,每天里面的规律还很相近,当然重要的节假日除外,可是我们的风电是没有规律的,它是随机波动的,那么火电、水电、核电有很大的区别,主要的区别就是风电的有功功率是波动的,它是有很多的机组分散在一个比较大的区域里面,跟其他的设备是不一样的。

  现在风电场的并网是一个问题,大家都很关心刚才陈雪松也说了,希望媒体给予关注。我今年三月份随同电监会的有关领导去了我们过程风力发电比较丰富的几个地方,电网对火电、水电或者是风电的要求都是针对具体的发电方式,对常规电源我们要求它的电压控制能力是和风电不一样的,对功率变化也是比较低的要求,要求他有一个低电压穿越能力,那么这个是不是一个额外的要求?也不是。因为这个低电压穿越能力的目的,主要是要保证系统的有功平台。可是常规的电源有很强的能力来保持这个有功平台,我们只不过用这个能力来说这个事儿,所以这是对风电的特殊要求。

  这两年在中国谈风电跟过去有很大的区别,我们以前谈到风电,这个风电场三万、两万千瓦就很大了,过去新疆自治区达到1万千瓦的时候,我们电力部的部长事先就承诺,你达到1万千瓦我就到新疆去举行一个什么会议,的确也去了。那么现在我们一个风电场就10万千瓦、20万千瓦多,我们现在正在搞千万千瓦的风电基地,所以我们现在谈风电,它是重要的电源,不再是电网里面一个无足轻重的电源了。

  小的风电会引起电能质量、电压的问题,大规模的电源还会引起稳定性问题和调峰、调频的问题。其他的电源比如说火电、水电,都是可以听从调度的,核电是由于它的性质,它一般是发基荷,就是一个比较稳定的基本负荷,火电、水电是听命令了,风电从能源上来说是随机的。比方说我们现在甘肃是千万千瓦基地,甘肃省电力公司承诺,明年年底前能够做到516万千瓦的并网,但是你们看电网的结构甘肃是这样的,电的网络跟水的网络也是相通的,四通八达当然是好的了,这个结构影响就比较大。几百万千瓦送到这样一个网络里面去,然后还要送到用户那儿去,这个网络通不通很重要,同样重要的是有没有人用你的电,因为刚才我说过了,这个电就是这样,没有人用就发不出来,不是说能发,发不出来。

  根据我们研究甘肃省的风能资源,它的这个风电装机比方说516万千瓦,它是低于装机容量25%的概率,有多少呢?25%,这是时间概率。也就是说516万千瓦乘5%,发这么多功率的电,这个实际上有多少?有20%,也就是说有四分之一的时间它的发电功率只有它装机容量的5%,超过它的装机容量95%的概率是多少?是4%。这是甘肃省风力发电的特点。所以这样一个电你要用起来就要根据它的特点,不像一个火电厂,因为火电厂300万千瓦,我调度叫你发多少就发多少,这个是我说的煤电。因为水电多年调节它有水库,我让你发多少就发多少。

  从我们电力调度来说,因为负荷是变的,那么我们这边的电源是为了供给负荷用电,所以它每天里面,这个负荷的最高点和最低点,这个是我们电力调度要来控制的,控制自己的电源满足负荷的要求,所以我们用一个峰谷差,就是最大负荷和最低负荷的差别,你的差别越大,你的电力调度就要储备更多的能力来满足这个变化。我们希望峰谷差小,以前我们缺电就是拉闸,看谁用电多了就拉闸,这个不行,我们要保证用户用电的可靠性,风电加入以后,我们把风电算负荷,因为它的负荷是变的,我们把风电算到负荷里面,那么这个峰谷差会加大还是减少,如果减少会很好,整个调度所需要控制的手段就可以弱一些。我们要研究每个地方的峰谷差,我们研究下来不同的地方是不一样的,但是每个地方都有加大峰谷差的时间段。比方说西北这个是60%的时间是加大峰谷差,40%的时间是减少峰谷差,为了满足峰谷差大的情况,这个调度手里就要有可调的电源。而且随着我们社会的发展,峰谷差是越来越大。在美国夏天一场好的球赛,大家都不出去了,待在家里去看球赛,结果空调的用电量就很高,我们国家也是一样的,这个前天都说过了,我就不说了。

  每个国家的电力网络能接受多少的风电呢?与很多因素有关。其中有一个因素就是它的电源结构,因为所有的电源是要成为一个整体来供给用户,用户是变的,所以这个电源发电的功率要跟着变。那么风电是随机变的,那么其他电源得配合,为了简单起见,我们把负荷想得不变,那么就是说你其他的电源要跟着风电变,风电多了其他电源管得少,风电少了其他的电源管得多,所以它的电源结构力能够跟随的负荷电源比较强大那就比较好。如果都不能动怎么办?风电变起来怎么办?就拉负荷?那不行。我们中国的电力大家可以看到,主要是煤,大家说就用煤来调,风电少就让煤电多发、风电少就让风电少发。但是煤有问题,因为火力发电机组并不是在零功率和额定功率之间可以自由调节。设计的时候有一个经济运行最低。比如说60万的机组,他经济运行最低大概是在一半或者是一半多一点儿,40%的样子。所以它再往下就不行了,如果你再让火电把他的发电量让给风电,他就压不下去了,他有经济限制,还有技术限制。另外我们在北方地区,冬季的时候,很多是热电联产的,所以它供电的同时要供热,如果你让他不发电或者说发很少的电,他的热就供不出来,那么居民就要受冻,这也是一个风电受限的一个很重要的原因。

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