关于“弃风”现象研究的文献综述

张越

摘要：“弃风”问题是近几年来国际社会所广泛关注的热点能源问题，事关经济和社会的可持续发展。本文从“弃风”这一现象的概念入手，分别阐述了近几年国内外有关这一问题的研究现状，并通过分析总结出对待“弃风”这一问题的看法，提出未来研究的可行之处。

关键词：弃风；能源；风力发电；措施

根据中国风能协会最新发布的2015年中国风电装机容量统计数据显示，我国新增装机3050万千瓦，同比上升31.5%。但在持续快速发展的背后，却呈现出一个制约我国风电产业发展的顽疾-“弃风”。“弃风”是指风机处于正常发电的条件下，按照相关电力机构的要求降低或停止风机出力和运行[1]。

一、国外研究现状

对于“弃风”这一现象的出现，国外的不同专家和学者对其态度不尽相同。近几年来，越来越多专家认识到，利用传统火电所产生大量的CO2等有害物质对环境造成巨大危害，不利于人类生存与社会的可持续发展，并且火电消耗成本较高，纷纷建议各国采取清洁的风能和太阳能等新兴能源应用于生活与生产。因此，国际社会开始对如何正确利用风能进行深入细致的研究。渥太华大学电力与计算机工程部门的学者M.H.Albadi和E.F.El-Saadany认为，对于“弃风”的需求，不仅取决于对过量风能负荷的困难性，而且还由风能本身所具有的复杂性、随时性和不确定性所决定[2]。美国、德国、意大利等国由于天然资源优势或强大的技术优势对风能的研究与利用位居世界前列，但同时，对于风力资源的充分利用所产生大量的风能难以消纳，给风电输送通道造成了巨大压力，因此，许多国家开始采取“弃风”政策，并对其持积极的态度[3]。另一方面，风能资源本身所具有复杂性、多变性、难以预测性的特征加大了风电利用难度，阻碍风能潜在优势的发挥。勒芬大学机械与能源转换应用部门的专家Patrick J.Luickx和Erik D.Delarue等人认为，在风能丰富时期，采取适度的“弃风”政策十分必要[4]。

然而，随着“弃风”问题程度的不断加深，所带来的影响往往令许多国家和电力公司捉襟见肘。美国电网是由伯尼维尔电力站、德克萨斯州电力站、中西部电网、纽约电网、等共同组成的电力系统。2008年-2010年期间，全国风电“弃风”电量约占潜在发电量的5%，德克萨斯州电力站2009年平均“弃风”率约为16%，伯尼维尔电力站2010年仅3月份弃电量就约为1000千瓦时。因此，伯尼维尔电力站在大规模的风电并网协议中明确规定了实行“弃风”的操作程序，并且要求相关部门必须按照计划曲线或发电能力的下限安排发电[5]。而欧洲中，德国是最具代表性的国家，在2004年-2006年之间，风能削减了近74千兆瓦时，并且随着装机规模的扩大，“弃风”状况更为严重。2010年，德国引入了先进并且具有尝试性地管理办法，当电力系统所能承受的负荷小于总容量的60%时，允许调度机构下达“弃风”的指令[6]。

二、国内研究现状

我国风能资源丰富，风电发展潜能巨大。根据最新发布的统计数据显示，2015年我国风电装机总量新增3050万千瓦，同比上升31.5%，并且海上风电发展潜力巨大。但自2009年开始，“弃风”问题的出现，一直困扰着电力公司与相关能源部门，制约着我国风电行业的发展。

数据来源：中国风力发电网、中国能源投资网。

从数据的分析情况来看，从2010年到2015年近六年的时间内，“弃风”情况出现了波动式的变化。2012年呈现出“弃风”历史最高峰，全年“弃风”率高达17.12%，“弃风”总电量约为208亿千瓦时，损失电费大约112亿元人民币；经过《可再生能源法》与能源部门颁布一系列规定的调整后，2013年和2014年的“弃风”状况明显好转。13年的平均“弃风”率约为10.74%，14年的平均“弃风”率持续下降至7.50%；但是，随着多种客观经济因素的影响，2015年的“弃风”率再一次回涨，达到17.00%，“弃风”电量更是到了历史新高339亿千瓦时；自2010年到2015年年底，我国因“弃风”造成的经济损失高达538亿元人民币，给众多电力公司以重创，并且严重制约我国风电产业的发展与方式的转变。

“弃风”这一顽疾的原因涉及诸多方面，笔者整理相关文献总结出以下四点：首先，风电作为一种新能源存在着波动性和随机性，这与电网相对稳定的供电需求存在矛盾，从而导致“弃风”电量的不断攀升[7]；其次，“三北”地区是风电资源丰富区，近几年新增装机较快，产生大量风电。但本地消纳能力不足，造成资源丰富区与资源消耗区不匹配的尴尬境地。因此电力部门采取跨省跨区输送风电的措施，与此同时，也给输电通道造成了巨大压力，往往面临通道阻塞的危险[8]；再次，太阳能等新兴能源以清洁度高、成本低的优势，逐渐被大众所接受，导致全国电力需求放缓，加之我国风能资源开发不断加大，风电量过剩，从而加快了“弃风”的脚步[9]；最后，许多国内学者例如郭臖认为，缺乏“弃风”启动的临界条件、通知程序及补偿情况，风电项目与电网输电线路建设仍不协调[10]。

在“弃风”问题的治理上，我国能源部门以及相关立法部门也做出了诸多努力和尝试。2012年7月7日，国家能源局印发《风电发展“十二五”规划》，认清可再生能源发电在我国整个电力能源中上升为主要能源的趋势[11]；国家能源局4 月7 日对外公布《关于做好2015 年度风电并网消纳有关工作的通知》，要求高度重视风电市场消纳和有效利用工作，提出加快风能资源的就地利用，挖掘系统调峰潜力，确保风电等清洁能源优先上网和全额收购。并加快中东部和南方地区风电的开发建设等等[12]，在一定程度上缓解了“弃风”所带来的危害。

总之，纵观近几年国内外有关“弃风”问题的研究，警惕我们要正确看待“弃风”问题，针对本国风能资源的实际情况，在风电产量过剩，消纳能力不足的情况之下，采取适度的“弃风”政策是十分必要的；然而，任何事物都要适度而行，大力推行“弃风”政策，必然会导致大量的经济损失以及其他不可预知的危害，笔者认为，如何建立通畅、省力、高效的能源输出系统是未来研究的重点。能源部门以及电力系统一定要充分认识到“弃风”问题所带来的严重性，组织好各方面工作积极配合我国风电产业的持续发展，这将是造福人类社会的重要举措。

参考文献：

[1] 朱向东.（2012）. 目前中国风电弃风现状及对策. 能源与节能，10，30，67.

[2]Albadi，M. H.，& El-Saadany，E. F.（2010）. Overview of wind power intermittency impacts on power systems. Electric Power Systems Research，80（6），627–632.

[3] N.Acharya，C.Liu，& M.Djukanovic.（2009）. Wind generation curtailment to relieve line overload in an on-line environment. Euro.Trans.Power2009，（19），854–868.

[4] Luickx，P. J.，Delarue，E. D.，& DHaeseleer，W. D.（2010）. Impact of large amounts of wind power on the operation of an electricity generation system：Belgian case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews，14（7），2019–2028.

[5] Lew，D.，Bird，L.，Milligan，M.，Speer，B.，Wang，X.，Carlini，E. M.，… Sorensen，P.（2013）. Wind and Solar Curtailment Preprint. International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power Into Power Systems，（September），1–7.

[6] Rogers，J.，Fink，S.，& Porter，K.（2010）. Examples of Wind Energy Curtailment Practices. National Renewable Energy Laboratory，（July），1–11.

[7]宋颖巍，刘岩，韩震焘，万杰，詹长庚.（2014）. 基于修正风速的风电并网运行弃风电量评估. 电气应用，33（23），42–45.

[8]裴哲义，范高锋.（2014）. 中国风电运行消纳相关问题研究. 中国电力，47（4），1-4.

[9]朱怡.（2015）. 电力需求增速放缓加剧弃风-一季度平均弃风率18.6%，同比上升6.6个百分点. 中国电力报，1-2.

[10]郭臖，于海萍.（2015）.弃风限电现象背后是规制缺陷. 环境经济，（18），20-21.

[11]杨文丽.（2014）. 多措并举破解蒙西电网风电弃风困局. 内蒙古科技与经济，（14），94.

[12]段雯娟.（2015）. 风电消纳一直是世界性难题-解读国家能源局《年度风电并网消纳有关工作的通知》. 地球，（5），60–63.