甘肃风电并网调峰政策建议

郑晶晶，杨 勇，杜培东，韩永军

(国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州730050)

甘肃风电并网调峰政策建议

郑晶晶，杨 勇，杜培东，韩永军

(国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃兰州730050)

甘肃风电发展所面临的这一难题，目前还没有成功的经验可供借鉴。为破解甘肃风电消纳这一现实难题，需要多方通力合作，并提出有建设性的解决方案，为甘肃风电产业健康、可持续发展找到切实可行的出路。通过研究，提出了“以电源建设、电网建设为物理基础，以市场建设、制度建设为突破口”的解决思路。

政策建议;结构;风电消纳;需求侧管理、低碳经济

0 引言

截止2012年底，甘肃风电装机容量达到了647.9万kW，根据《甘肃酒泉千万千瓦级风电基地规划报告》，2020年前风电总装机规模将达到1271万kW。2012年，甘肃电网年度售电口径、调度日报口径日最大用电负荷分别为11518MW、10819MW，增长率分别为3.78%、2.58%。全年日最大峰谷差2444MW，增长率9.4%。平均峰谷差1560.5MW，增长率10.83%。2011年，风电弃风限电比例在20%以上，弃风严重的主要原因是由于负荷水平不足，系统调峰困难。

甘肃风电发展所面临的这一难题，目前还没有成功的经验可供借鉴。为破解甘肃风电消纳这一现实难题，需要多方通力合作，并提出有建设性的解决方案，为甘肃风电产业健康、可持续发展找到切实可行的出路。

1 丰富电源结构，协调风电发展

(1)明确风电场的具体消纳市场，实现风电场规划布局与其消纳市场相统筹。国家及地方主管部门在制定风电规划时，应明确风电项目的具体消纳市场。即使是分散开发，随着开发规模的不断增加特别是开发速度过快，也可能造成部分年份难以消纳，解决之道在于或扩大消纳市场范围，或适度控制开发进度，这些应在规划中予以具体明确［1］。

(2)明确风电场接入电力系统的具体电网项目，具体实现风电规划与电网规划相统筹。

(3)明确风电调峰调频方案和具体电源项目，实现风电规划与电源规划相统筹。风电装机规模需要与其他电源的调节能力以及系统调峰电源的规模相匹配，才能更好的消纳，所以国家主管部门在研究制定风电规划过程中，既应根据电源规划等来确定中长期总量目标和具体布局，又应清晰明确电力系统调峰调频电源规模及其具体布局。

2 积极开辟外送通道，促进省内风电消纳

(1)积极开拓甘肃电网电力外送市场，打通物理“硬通道”及市场“软通道”。建议甘肃省内消纳的风电电量按照标杆电价执行，外送电量按照成本+合理利润重新核算，这样可以降低风电外送的价格壁垒，增加风电资源在终端市场的价格竞争力。有关部门制定跨省跨区输电定价标准时，考虑到风电等大型可再生能源基地的地域分布特点及大规模外送的需要，在保证相关电网企业基本利益的前提下，尽可能降低风火打捆外送的跨省跨区输电价格，提高外送电能在终端市场的竞争力［3－8］。

(2)加快低碳能源消纳机制建设，在国家平台实现甘肃风电消纳。低碳能源消纳机制(Low Carbon Energy Utilization Mechanism，LCEUM)的基本理念源自于可再生能源配额制，目标是在电力行业内建立起一个以市场为基础、可操作性强的低碳能源鼓励性政策，为全国性的风电等低碳能源消纳，提供制度保障与市场交易平台。

(3)“风火水打捆”外送，实现不同电源类型的技术经济特性互补。西北地区能源资源丰富、电源构成多样化，不同省区有着各自的资源分布优势，水电资源主要在青海、甘肃，尤其是黄河中上游梯级水电站，具有强大的调节能力，风电主要在甘肃与新疆，火电主要分布于新疆、陕西、宁夏，省间电能资源季节性、时段性互补优势明显，潜力十分巨大［9］。因此，西北区域各省区电网特性的互补性与联合运行的自然需求，决定了不同省区、不同类型、不同成本电价以及不同特性的电力资源打捆外送是西北各省区电力送出的必然选择。

3 积极发展低碳经济，探索新技术应用，形成甘肃省低碳产业链

(1)推广电动汽车技术，平衡风电出力波动。含有分布式移动储能单元的电动汽车具有与大电网互补、可缓解电网供电紧张和提高电网可靠性等优点。电动汽车动力电池移动储能最大的优势是，当大规模风电并网运行后，电动汽车动力电池移动储能可以通过充放电控制平抑风电的波动，由此可提高电力系统的风电接纳能力［10］。

(2)引入风电下游产业群，实现风电就地消纳。超前谋划，以风电发展为契机，以产业延伸为纽带，以项目聚集为载体，以区域布局为依托，充分利用丰富的电能资源，推进企业与风电联姻。利用国家鼓励风电发展的产业政策，引入发展风电直接应用的行业和产业，打包一批非并网直供项目，变限制类为鼓励类核准，重点发展适应风电波动、高附加值的太阳能级硅材料、半导体级硅材料、石英制品等产业、适度发展硅铁、铬铁、锰铁、钒铁等传统产业，形成配套产业协调发展的能源产业集群，就地消纳部分电能，降低输电成本和企业用电成本，减轻甘肃风电大规模外送压力。

(3)探索大规模储能技术应用，开展风电储能示范项目建设。风电、太阳能发电自身所固有的随机性、间歇性特征，决定了其规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响，必须有先进的储能技术作支撑。电池储能系统与风电场相结合，根据风电功率的波动情况和功率平抑目标，控制电池储能系统的充放电状态，准确快速地补偿系统所需的有功功率和无功功率，平滑风电功率波动对电网的影响，改善并网风电场的电能质量，增强系统的稳定性，增加风电功率的穿透极限和优化电网的电源结构，促进风力发电更好更快的健康发展。

4 推进电力市场建设，加强需求侧管理，促进可再生能源高效利用

(1)建立健全发电侧峰谷电价机制，提高常规电源参与调峰的积极性。发电侧峰谷分时电价在一定程度上反映了峰谷负荷下的发电成本，同时，利用价格的杠杆作用，可有效调节峰谷时段的供求关系。在负荷低谷时段，可适当降低上网电价，引导火电水电等常规电源降低负荷，为风电上网创造空间，峰荷时段可适当增加电价水平，一方面弥补常规发电机组低谷时段降负荷运行造成的损失，另一方面可激励其积极参与调峰，满足高峰时段的负荷供给［11］。

(2)制定合理的销售侧峰谷分时电价，引入电价联动机制，缓解大规模风电接入的调峰压力。建议甘肃省充分调研，获取大量电力用户数据，按照用户类别确定电力用户的电量电价弹性，结合大规模风电接入后系统等效负荷特性，以需求弹性为依据，以效益为准绳，分类制定各类用户的峰谷分时电价，同时考虑用户的用电习惯和系统负荷特性，科学地划分峰谷时段，充分发挥峰谷电价的经济杠杆作用，尽可能减少电力系统调峰电源建设投资。同时，探索发电侧、供电侧电价联动机制，能使发、供电成本在电力生产链上及时传递，鼓励发电商与用户自觉调整生产消费计划，维持系统内供需的平衡。在现有基础上挖掘调峰潜力，高效率利用目前的电力资源，从源头上缓解风电大规模接入的调峰压力。

(3)推行高载能用户错峰峰谷电价，引导高载能用户有序用电。建议开展高载能用户错峰峰谷电价试点项目，通过减少峰时段执行次数和持续时间，降低高载能用户参与调峰的成本，提高用户参与调峰的积极性。探索以选择权为基础的市场化错峰电价决策机制，在该模式下，电力零售商可以通过机制设计，设计出多种错峰峰谷电价选项供用户选择，极大的增加了用户选择的自由度。

(4)可中断负荷与常规电源备用容量协调调度，增加风电消纳能力。作为需求侧管理中的一项重要措施，可中断负荷(Interruptible Load，IL)具有较快的响应速度，能有效调动用户互动积极性，参与到含可再生能源系统调控中来，实现以较小的经济代价维持有功供需平衡。

可中断负荷的补偿可以采用需求侧竞价机制和合作博弈效益分配机制，前者属于事前补偿，后者属于事后补偿。合作博弈补偿按照各参与方对调峰效益的边际贡献分配各方应获补偿，看似为理想的补偿办法，但实际操作缺难度很大，需要精确的计算出调峰过程中各个环节的成本和效益，并且由于是事后补偿，难以调动用户参与调峰的积极性。而需求侧竞价机制对数据的要求低，同时高载能用户较多，能够产生良性的竞争，竞价调度的原则有助于有效传递市场信息，正确揭示价格、披露风险。建议在实施过程中首先采用需求侧竞价机制。

(5)密切关注调峰用户行业发展情况，适时做出政策调整。建议密切关注高载能行业发展状态，结合大规模风电接入后调峰容量的缺口情况，调整高载能用户参与调峰的补偿费率，使补偿费用能覆盖由于参与调峰造成的高载能用户的损失。适时调整用户参与调峰补偿政策，调动高载能用户参与调峰的积极性，增加新能源在电能消费中的比重，真正做到“高耗能‘向’高载能”的转变。

(6)探索发、用电权交易机制，提高资源配置效率。用电权交易指各电力用户根据自身需求，按照一定规则对用电权进行交易，实现电能使用在用户之间的自调整。交易模式可借鉴发电权交易，具有单位能耗GDP由高到低、缺电损失由小到多的方向性。用电权交易下开展电力用户互济是合理解决限电问题，促进有序用电，以市场手段优化配置资源、完善需求侧市场的有效方式。用电权交易还可作为负荷调度的一种简单实现方式，为风电等间歇性电源并网提供备用，保证电力平衡并维持系统安全、稳定运行。

(7)开展辅助服务市场建设，提高辅助服务资源配置效率。备用辅助服务是电力系统的重要特征之一，关系到电力系统的安全运行与可靠性。许多发达国家已将备用辅助服务从电量交易市场中分离出来，建立了独立竞价的备用市场，与电量交易市场并行。对建立备用市场竞价模式的建议如下:需要建立与电量市场独立运行的备用市场，通过备用的单独报价，体现其市场价值，为市场成员提供经济信号。建立与电量市场协调组织的备用市场竞价模式，在保证公平性的前提下，实现对市场中各类商品购买计划的综合优化。

5 结语

按照风电规划的发展速度，加之其他可再生能源的接入，对系统调峰能力要求越来越高，而甘肃省内电力需求的发展速度难以满足对新能源消纳的要求。面对节能减排的新要求，如何采取措施、有效消纳省内丰富的风能等新能源，将资源优势转化为经济优势，成为甘肃电网迫在眉睫的现实难题。下一步在更大范围开展实证研究，不断探索和完善用户参与调峰运行模式和方法，并积极争取国家科技部门的支持，深入开展研究工作。

［1］程路，白建华，贾德香，等.国外风电并网特点及对我国的启示［J］.中外能源，2011(6):30－34.

［2］孙元章，吴俊，李国杰.风力发电对电力系统的影响［J］.电网技术，2007，31(20):55－62.

［3］裴哲义，董存，辛耀中我国风电并网运行最新进展［J］.中国电力，2010，43(11):78－82.

［4］朱柯丁，宋艺航，谭忠富，等.中国风电并网现状及风电节能减排效益分析［J］.中国电力，2011，44(6):67－70.

［5］徐国丰.风电并网消纳机制及可靠性稳定性问题研究［D］.杭州:浙江大学，2012.

［6］王晓峰.东北电网风电消纳能力研究［D］.北京:华北电力大学，2011.

［7］凡鹏飞，张粒子，谢国辉.充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型［J］.电网技术，2012，36(5):51－56.

［8］武俊芳，关蕾.可再生能源电能消纳市场模式研究［J］.生产力研究，2009(24):87－88.

［9］王鹏，任冲，彭明侨.西北电网风电调度运行管理研究［J］.电网与清洁能源，2009(11):80－84.

［10］徐玮，杨玉林，李政光.甘肃酒泉大规模风电参与电力市场模式及其消纳方案［J］.电网技术，2010(6):71－76.

［11］孙元章，吴俊，李国杰.风力发电对电力系统的影响［J］.电网技术，2007，31(20):55－62.

The policy suggestions of wind power grid peak shaving in Gansu

Wind power development in gansu province are facing this problem，there is no successful experience for reference.Of gansu wind power given the reality of problem，need cooperation，“multi－pronged，multiple measures simultaneously”and multi－dimensional thinking and put forward the constructive solution，for the wind power industry in gansu province health，sustainable development to find the feasible way.Through research，it puts forward“on the physical basis of power construction，power grid construction，market construction，system construction as the breakthrough point”solution.

policy suggestions;structure;wind power given;demand side management;low carbon economy

TK81

B

1674－8069(2016)04－050－03

2016-01-25;

2016-02-21

郑晶晶(1981-)，女，山东人，本科，高级工程师，从事电网无功和电能质量分析工作。E－mail:jingjing110@126.com