千万级的大风电并网都存在什么问题？
这个问题挺有意思的。 在回答这个问题之前，先扯点别的东西，学习下他国经验。 提及风电，言必称丹麦，2013年丹麦电力有近4成来自于风力，这是个很夸张的数字。 那丹麦乃至欧美的风电并网和我国的大规模风电并网有什么不同呢？ 中国所谓‘大规模’指的是千万千瓦级风场，而欧美的‘大规模’指的是几十万千瓦级的风场；中国所说的‘远距离’指的是几百上千公里的输送，欧美的‘远距离’基本上在一百公里左右。以美国得克萨斯为例，在美国算是大型风场，其最大风电场仅为73万千瓦，风电集中输送也仅有上百公里。 我国风电存在“大基地建设，大规模送出”的思路，欧美则是“”分散接入，就地消纳“的思路，这里先不提好坏，只说事实。德国2006年风电场装机容量小于50MW，接入110kV以下配电网规模约占总量的70%；丹麦风电机组主要接入30kV及以下网络，2006年底丹麦风电装机容量中，约88%接入低压网络和10～30kV配电网。 欧洲燃气、燃油发电和水电比例大，调峰能力强。拿丹麦来说，丹麦的地理位置优越，北有水力发电站，南有火电发电厂。因此当风力不够的时候，可以从挪威引进环保的水电。电力的互送非常频繁，一年中，丹麦要进出口的电相当于该国总用电量的30%。而我国幅员辽阔，电源负荷分布不均，而且电源以火电为主，调节能力相对较差，具体的下面细说。 欧洲风电基本是分散接入，对电网用户侧的智能化要求是比较高的，而欧洲电网也是围绕这个方向在发展；而我国的大规模送出则是另一个课题了，面对的困难也不一样。 所以，欧洲有些风电并网的经验可以借鉴，但是很多困难却是特殊的。 下面具体说说千万级风电并网的问题。 上面已经提到了，这里详细的描述下。 风电大家都知道是具有波动性的，从一年中风电场每天平均输出功率看，每天最大和最少发电量至少相差约40～50倍。从微观上分析一天内的输出功率变化，风电在24小时内仍处于非常不稳定状态，输出功率(兆瓦)在0～100之间随机波动。 而且，夜晚用电负荷处于低谷时段风电发电出力往往较大，即使常规电源降出力，当风电规模达到一定程度（大于低谷用电负荷），也难免出现限电弃风。下图为风电出力曲线和负荷需求曲线对照。 风电的波动性带来的是它需要对应合理的电源进行调峰，从而来满足负荷平衡。而我国以煤电为主的电网难以为风电做深度调峰的。2012年我国煤电发电量占总发电量的73.9%。而欧美国家的能源结构是以石油、天然气等为主，其中美国27%是天然气发电;英国燃气发电比例更高达60%;北欧国家水电占90%。 所以，这些国家电网对风电并网容纳能力远高于我国，这是因为燃气、燃油发电和水电的调峰能力比煤电强，在一定范围内能有效减少风电波动对电网的危害。即便如此，美国、丹麦等西方国家也已遭遇大规模风电上网难的制约。 这是比较本质的问题。 这是中国大规模风电并网面对的特殊问题，当然，欧洲海上风电以后集中打捆送出也会需要到这个问题，但送出距离比我国近很多。 首先这个大规模并网的可行性需要论证，上千万千瓦级超大型电源建设，涉及电力系统规划的问题十分复杂，仅三峡工程电力输出规划就论证了十多年，因此，千万千瓦级的风电项目大规模送出怎么可能不需要充分论证？ 对电网的影响，大概说来，试想下，有几千台甚至上万台风力发电机组在同一接入点接入电网，风电输送线路长度可能达到几百甚至上千公里。风电出力的随机波动导致线路无功的流向和规模频繁变化，只依靠电网进行无功调节是无法满足风电波动对电压的影响的。另外，当风电机组低电压穿越能力不足时，电网一个很小的故障，也可能使风电基地切除，可能造成重大电网事故。 即使论证可行，一般来说，电网的建设是远远滞后于风电建设的，具体实施起来也有很多困难。 抛开规模不谈，欧洲的风电并网的电网适应性还是比较好的。 举个例子，在星期六凌晨4点前后风电大发时，丹麦风电出力占负荷需求的比重可达95%以上，此时丹麦向北欧电网输出电力，北欧电网通过跨国/跨区输电网为丹麦电网提供备用，以保证电网安全稳定运行。而在星期六18点前后风速超过25m/s时，风机退出运行，风电场出力急剧下降，此时北欧电网向丹麦输入大量电力，满足负荷需求。 风电运行管理水平 这块，欧洲水平是很高的，以西班牙和丹麦为代表。他们广泛开展了风电功率预测工作，都实现了风电输出功率的日前预测，西班牙规定风电出力预测误差超过20%时将被罚款，2006年，西班牙绝大多数风电场发电量都销售给了电网企业，只有不到5%的风电由于预测误差超过20%，发电企业不愿交罚金而采取了弃风措施。然后对风电场进行有效调控，如西班牙成立可再生能源电力控制中心(CECRE)，对风电场进行有效监控和有序调控，水平非常高。 我国这方面就差强人意了。 电价等管理政策 这块不太好说，毕竟国家不同。 就说德国吧，德国1991年颁布的《电力入网法》强制要求公用电力公司收购可再生能源电力，但1998年后德国电力行业市场化，销售电价整体下降，为了缓解压力，2000年4月德国出台了《可再生能源法》，核心政策调整为可再生能源强制入网，采用固定电价优先购买，并建立了可再生能源电力成本全网分摊制度。2009年1月，针对风电在电源结构中的比例不断提高、对电网安全稳定运行影响日渐突出，又颁布了可再生能源法修正案(EEG2009)，对部分情况下风电可不优先收购进行了规定。 可以看出，非常灵活，我国任重道远。 或许可以期待下储能？呵呵。 以上。