风电并网，关键在“网”

本刊记者 唐维

一直以来，风电并网问题就困扰着我国风电产业的发展，无论是业界相关人士还是行业专家，都曾做过政策和技术层面的相关分析，提出了相应的建议和解决问题的办法。那么，我国的风电并网，究竟出路何在呢？

我国风电发展速度惊人并网却不尽如人意

自1986年在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场开始，我国并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段，风电开始逐步发展起来，而且由于众所周知的原因，近年来一直保持着高速度发展的态势，尤其是从2006年到2009年，每年累计装机的增长率均超过100%，平均为113%。发改委2007年发布的《可再生能源中长期发展规划》中指出:2020年我国风电装机达3000万千瓦。根据中国可再生能源学会风能专业委员会提供的最新数据显示:截至2010年底，全国累计装机容量达到了4470万千瓦，已经提前10年超额完成了目标。仅2010年一年内就新增了18个100万千瓦装机，而原来要达到100万千瓦风电装机要花10年的时间。如此算来，风电装机的速度比预期的已经快了180倍之多。我国风电发展速度惊人，而在风电高速发展的背后，并网问题也日益凸显。

在并网方面，根据国资委4月份发布的信息显示，今年一季度，国网公司并网风电装机容量3316万千瓦，同比增长70.9%；风电并网电量167.7亿千瓦时，同比增长66.1%。国网发布的促进风电发展的白皮书也显示:截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦；国家电网公司风电接网及送出工程累计总投资达418亿元，共投运风电并网线路2.32万公里，建成风电送出汇集变电站(开关站)25个，变电容量3770万千伏安，建成新疆与西北750千伏联网工程、甘肃千万千瓦风电一期750千伏送出工程；2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。虽然我国风电利用已达到较高水平，但是，风电并网仍然面临着很大的问题。由于“十一五”以来风电装机容量连年翻番，目前风电吊装容量超过4000万千瓦，其中并网容量超过3000万千瓦，尚有1000多万千瓦风机未并网，即使已经并网的风机也部分存在着发电却不能上网、最终成为“弃风”的尴尬局面。当2010年各地正在“拉闸限电”的时候，内蒙古风电却因为无法输出而不得不弃风停转，还有辽宁也曾遭到了一样的处境。可以说，风电高速发展已经与电网配套建设及电力系统的协调之间出现了断层，全国有三分之一的风电由于各种原因没有入网，造成了巨大的资源浪费。据专家介绍:“在已经运行的风电场中，因为受到用电负荷的限制，有些风电场不得不限制上网量。虽然国家规定可再生能源要优先调度、优先上网，但电网公司实际上难以落实。”

此外，我国风电并网过程中还存在着一系列的问题，如“2.24”酒泉风电大规模脱网事故的爆发，就进一步暴露了风电并网和运行方面的漏洞，还有风电行业在经营和管理制度上的不健全等都是造成风电并网难的因素。而且，关于并网的标准也一直存在争议。一直被业界关注的风电并网新国标虽未正式出台，但相关人士透漏，“新国标出台后，要求所有并网的风机都具备低电压穿越功能”。由此可见，新标准必将迫使部分不符合规定的企业进行设备和技术上的更新和升级，由此产生的巨大开支还将成为风电场和电网共同头疼的问题。可以说，目前我国风电还有很多问题急需解决，虽然装机速度很快，但并网并不尽如人意。

电网已经成为风电大规模并网的关键环节

随着风电装机的不断增加和风电并网的不断发展，各种问题也随之而来。酒泉近600台风机的“集体”脱网其实只是个开始，随着并网规模的不断扩大，各种问题会越来越多，无论是电网还是风电设备商，或者是开发商，都将面临严峻的并网挑战。但随着技术的不断进步和成熟，就目前的情况来看，我国风电并网的关键逐渐被锁定在了电网上，可以说，电网已经成为我风电并网的关键因素。

之所以这样说，是因为我国风电特性所决定的。正如国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山所说，我国风能资源和电力市场的特点，决定了风电规模化开发不能按照“分散上网，就地消纳”的发展模式来要求，只有“大规模，高集中，高电压，远距离输送”的模式才能真正将风电资源充分利用，这样的客观条件就对电网提出了很大的挑战。

关于风电大规模并网，相关专家提出了自己的看法:“酒泉风机集体脱网，虽然最后的定论是‘一般性电网电压波动，并将事故归结为发生故障的风电机组不具备低电压穿越能力。’但是作为电网来说，是否具备了危机处理能力，为什么电网保护没起作用？为什么84万风电脱网，没有其他电源顶上？脱网事故不是风电特有的事故，为什么推导出对风电可靠性的质疑？”从业内专家的质疑中我们不难看出，业内人士对电网提出了更高是要求。

中国科学院院士卢强在提到相关问题时也表示:“2010年的前10个月，辽宁省调因电网调峰原因年累计下达限发风电指令21次，最大限发风电出力76万千瓦，估计弃风电量2592万千瓦时。酒泉风电外送规模2010年主要受嘉酒——金昌750千瓦线路暂态稳定极限限制，最大为340万千瓦。我国风电发展的高速度和电网发展的不同步，已经成为风电并网的最大阻碍因素。”施耐德电气（中国）投资有限公司相关人员对于风电并网问题也提出了自己的看法:“目前我国风电的发展，技术已经不是最关键的因素，随着技术的不断进步，风电并网的瓶颈开始在电网运输能力上体现出来，电网的发展和风电发电能力之间的问题也越来越突出，如果不解决好电网的问题，风电并网可能会受到很大的影响。”

作为并网的关键环节，电网公司也提出了自己的困难。南方电网电力调度控制中心相关技术人员表示:国际上很多国家对于风电并网都有一个相应的技术规范作为准入标准，为风电并网提供了良好的保障。而我国的相关技术规范由于各种原因尚未与实际情况相适应，这些都要通过一个过程逐步适应和磨合才能很好地解决。而且，电网公司作为发电和用电之间的中间传输环节，也有着自身的实际困难。比如说，风电场所发风电进入电网时有一个标准，或者说是“关卡”，而电网输电到终端用户时，还有一个“关卡”，而电网在两者之间，就很容易受到两端的“关卡”限制，既要保证风场的风电平稳大量接入，又要保证输送给用户的电力平稳可靠，对于电网来说，这个挑战无疑是巨大的。对于电网公司来说，风电的不稳定性增加了更多的附加服务和运营成本，同时还要承担更大的风险。

根据在北京举办的新能源并网国际论坛传达出的观点显示，我国风电发展的关键技术已经逐步解决，目前影响风电并网的关键所在就是电网。正如中国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞所说:可以说，随着技术的不断成熟，风电成本的不断下降，电网已经成为了风电发展的重要影响因素。

风电大规模安全并网需多方合作

要真正实现风电的全面并网发电，就要解决“电”和“网”之间的矛盾，减少由于风电项目的盲目上马造成的资源浪费，避免电网因自身的垄断地位而对于一些不符合标准的风电企业上网发电的限制，不断完善电网的自身发展，还要制定相关的政策法规来加强对行业的规范以及管理和监督，同时还要不断加强技术融合，促进多方合作，最终使行业发展走上良性循环的轨道。

作为风电领军企业，维斯塔斯对于风电的发展具有一定的发言权。对于风电并网问题，维斯塔斯技术研发部Patrick Zhao表示:纵观风电发展，技术与政策是中国风电发展的重要突破口。对于风电并网问题，如果要进一步突破，技术十分重要，但同时政策也一样重要。这两个因素相互作用，无论是技术上和调度管理上，都迫切需要进行相关的研究，不断进行改进，从而保证电网的稳定运行。

在电网方面，正如专家所建议的那样，可以让电网企业采取多种措施提高电网对风电的接纳能力，加快跨区跨省电网建设，扩大风电消纳范围，提高电网智能化水平，实现风电友好接入和协调控制，推进抽水蓄能电站等调峰设施建设，以增强电网调峰能力。而发展新一代电网将成为实现风电大规模并网的重要保障。中科院院士、中国电力科学院名誉院长周孝信在接受记者采访时提出了针对电网的展望:在新能源变革的条件下，大规模利用清洁能源和可再生能源电力以及智能化是新一代电网的主要特征。新一代电网期望可再生能源电力比重达到40-50%。新材料、新元器件的电网技术装备，大容量、低损耗、环境友好的输电技术，大规模可再生能源电力接入系统技术，智能化的调度和运行控制技术，智能化的配用电技术等电网新技术的创新，将成为新一代电网的发展基础。

政策方面，施鹏飞提出了相关建议:国家实行可再生能源发电全额保障性收购制度；政府按照全国可再生能源开发利用规划；确定在规划期内应当达到的可再生能源发电量占全部发电量的比重；制定电网企业有限调度和全额收购可再生能源发电的具体方法——配额制。这几个方面是我国风电并网的重要政策因素，此外，施行纯送风电与风电火电‘打捆’远距离输电方案；将风电纳入电力系统进行统筹规划；实行风电电量的强制性市场份额目标等也是解决风电并网问题的关键所在。

在技术层面，虽然我国风电技术已经取得了长足的进步，但关于大规模并网方面，还有很多问题亟需解决，中国电力科学研究院戴慧珠教授表示:要建设国家风电研究检测中心，开展一系列针对大型风电基地并网的仿真研究，比如针对运行稳定、大规模并网调度等相关问题，进行电网与风电场电压控制能力、风电场低电压穿越问题的相关研究，增强电网稳定性，加强电能质量的监测和改善，应用风电功率预测，协调各类电源的配合等等，这些都是解决我国风电并网技术问题的关键。

还有，调控也一样重要。为了达到非化石能源比重15%的承诺，风电需要3000亿千瓦时，2015年就要达到1600亿千瓦时，“这样算来，未来10年，要求每年平均新增260亿千瓦时的风电电量，每年平均新增风电装机1500万千瓦比较合适。”为了不浪费现有风电资源，造成“弃风停机”的现象，对于风电的发展，应从现实的角度出发进行规划和调控。

另外，风机制造商的参与对于风电并网来说也必不可少。我国风电企业已经基本掌握了兆瓦级风电机组的制造技术，2010年，华锐风电、金风科技、东方电气年产量分别超过了400、300、200万千瓦，共有40多个整机厂的产品投放市场。我国企业自主研发的2兆瓦到3兆瓦的风机陆续成功并开始投入批量生产，但在实际运行中还存在着一些问题，这也需要不断得到改进，才能够保证风电并网的安全可靠。“制定科学化的行业标准，可以为风电并网提供坚实的设备基础。”风电相关制造商如是说。

最后，建立融洽的沟通和协调机制，对于风电并网来说更不可缺。相关人士表示:“无论电网、电场、风机制造商还有技术研发方面怎么努力，如果没有一个可以将这些因素综合起来的良好平台，没有一个及时的沟通和协调机制，一切都似乎无从谈起。建立良好的沟通和协调体系，才会保障风电并网的顺利实施，才能让可再生能源在我国发挥更大的作用。总之，要解决一系列风电并网的问题，需要多方合作。”