低碳经济与风电产业发展分析

低碳经济与风电产业发展分析

宁剑平姬敬南

华电福新能源股份有限公司蒙东分公司内蒙古通辽028000

摘要：风电产业的发展是低碳经济推行的一个重要的条件。从风电产业发展的必然性出发，说明风电产业近年来发展历程及发展现状，最后提出风力发电跨区并网发展的方法，并从其特点和现存问题两个方面分别进行阐述。

关键词：低碳经济；风电产业；跨区并网

1低碳经济与风电产业的发展

随着全球出现环境破坏，能源稀疏，资源短缺问题，各个国家都在大力发展低碳经济，寻求其他的办法满足生产生活的能源需求，比如风能资源、太阳能资源、以及潮汐能资源等。其中，风能具有洁净可再生性，以及无污染的优点，很快在各个国家能源环境中得到重视，各个国家的研究者都在努力寻求有效的方式利用风能，其中一个有效的用途就是积极开展风力发电技术[1-2，5]。风能也是人类今天最常运用范围最广的新型能源，风力发电也是最为成熟，规模最大，和最具有商业潜能的发电方式。

2中国风电产业发展历程

我国自2003年以来大力发展风电产业，积极开着跨区域并网技术的研究，截止到现在，主要有以下四个较为典型的发展阶段[3]。第一阶段是在2003年—2010年，在这一阶段，我国积极进行风力发展技术的研究，积极推出多项政策，促进风力发电的快速发展，新增风电装机每年以大于一倍的速度增长。第二个阶段是在2011年—2012年，我国风电装机数量跃居世界第一。然而此时弃风限电现象出现，再加上早年风机产品开始出现故障，政府部门加大监管力度，因此风电行业放慢发展速度。第三阶段是在2013年—2015年，这段时间内弃风率呈现出改善的趋势，这段时间我国风电装机规模得到稳步增长。第四阶段是在2016年—2017年，2016年我国新增风电装机规模降低，弃风率居高不下。同时政府相关部门开始出台各种管理政策，改善弃风问题。在低碳经济的前提下，针对我国风力发电中存在各种各样的问题，研究风力发电跨区并网研究具有十分重要的意义。

3风电跨区并网

紧随着风电装机容量的不断加大，风力发电机组不断进行改革，电力产能不断加强，风电装机规模效率越来越高，风电直接进入到输电网，将电能输送给用户。风电占有比例也越来越大，对电力系统起到的影响也越来越大，因此急需发展风力发电跨区并网[4]。但是，中国因为其地理条件，风能资源丰富的地区和用电地区的距离很远，产生的大量风电无法就地消纳，需要借助特高压输电网将产生的大量风电输送到负荷中心。所以，改善风电跨区消纳不足的情况需要做大量的工作，要对大型的风电场进行科学合理的规划，消除风电并网的难题，提高风电并网的运行性能，除此之外，还需要建设电网区域之间大容量的跨区输电工程，建设智能型的电网。

3.1风电跨区并网优势

根据连接情况风力发电可以分为两种工作方式。一种是独立运行的离网型风电场，这种风电场的规模通常较小，应用蓄电池等储电设备，并且经常和另外的发电技术（例如水力发电、燃油发电和太阳能发电）相结合，通过这种方式能够有效地改善偏远地区的用电情况；另一种方式是和电力系统相连接的并网型，这种方式的风电场规模很大，最少由几十台风电机组成，其发电容量从几兆瓦到上百瓦不等。风力作为可再生能源，在发电领域中占有非常重要的地位，如何提高利用风能的能力是国内外风电的重要研究方向之一。与此同时，我国的电力市场进一步开放在很大程度上促进了相关技术的迅速发展，生产成本将会不断地降低，而且风力发电对于保护环境也能创造很多效益，因此风电在经济上具有很大的吸引力。并网运行的风电因为其环保能力和能源来源的优势，得到全球各国的的重视，除了上述优势，风电得以迅速发展的原因还有以下几个方面：第一周期短：相比其他类型的发电场，风电的建设周期很短，一个10MW的风电场从建设到生产可在一年内实现，而且风电机组设备和其他相关的设备都制定了统一标准，进行模块化生产。第二建设面积小：风电场的风电设备仅占整个场地的1%，对建设用地的质量要求较低，场地内未使用的土地可用于农牧渔业。第三管理方便：风电场可以不用安排专员值班看守，使用自动化设备借助风能即可进行工作运行。

3.2风电跨区并网发展问题探析

3.2.1电网电源建设不足电源建设存在无序、过快的问题，电网工程检验环节多、耗时长，电网处理困难，审批周期长。针对这些问题，可以通过建设智能型电网来解决上述问题，借助智能型电网，不仅能够大大促进可再生能源基地的消纳，还能够促进分布式电源的发展。此外，还可以从风电建设的角度出发，规划风电建设的发展速度及发展进程，合理安排风电电场区建设布局，在分析风电建设的有效性以及稳定性的基础上出台合理的政策，科学指导，促进风电技术的进步，提高电网电源建设的稳定性发展。3.2.2电网的调峰能力不足风电因为其能源的性质，具有随机性和间歇性的特点，将风电并网后需要增加快速调峰电源（例如抽水蓄能、燃气电站等）以保证电网的运行安全。在全球中风电装机规模最大的几个国家里，西班牙的快速调峰电源占比达34%，是风电的1.7倍；美国的快速调峰电源占比47%，是风电的13倍。在我国“三北地区”，快速调峰电源占比不到2%，很难满足大规模风电建设的要求。对于这种情况，应当健全相关法律，完善政策相关的政策支持。以2013年到2015年间的风电发展模式为例，在保证风电消纳能力和弃风率小的基础上，国家开展了相关输电工程，比如哈密-郑州特高压联网等，更进一步推动了弃风率的降低。再加上2015年时电网风电杆下调，此时风电装机规模持续加大，当年新增装机30.75GW，达到我国风电装机顶峰。因此，国家调控的发展对风电并网的发展起着十分重要的作用。3.2.3电网跨区消纳能力不足国外具有完善的消纳网络，以北欧为例，丹麦、瑞典、挪威和芬兰四个国家之间成立了北欧电力市场，互通有无：风力不足时，丹麦从邻国的挪威购买水电；风力充沛时，丹麦将多余的风电卖给其他国家，大大提高了邻国之间电网的消纳能力。我国的吉林省风电组年运行小时数从2008年的2163小时降到2012年的1420小时，很重要的一个原因就是风电的消纳的特高压线路没有打通。风能、太阳能等清洁的能源因为其自身的间歇性和随机性特点，对电网的冲击能力较大，因此要加强对电网的安全管理，提高电网跨区之间的消纳能力。为了达到这个目的，应从电源结构入手，在分析电网负荷特性的层面的基础上，比如借助于火电旋转设备，对其进行各种合理恰当的配置，提高风电消纳能力，又比如可以制造一种空气压缩机，对风力进行储能，提高风电消纳能。

4结语

国内外的风力发电的形式多种多样，但是为了提高风能的利用能力，并且考虑风电在运行过程中的补偿和支持等问题，进行并网运行是当前风电的重要研究方向。电力技术的进步发展，使得电力也在日渐开放，风电的生产成本也将会大大降低，而且相比其他的发电方式，风电在创造巨大的经济效益的同时也会创造巨大的环境效益，因此具有很强的竞争力。我们应当认识到，建设发展风电跨区并网并没有已有的发展内容遵循，机遇与挑战并存，所以企业和相关单位应积极针对我国国情进行创新性研究，密切配合，协同发展。

参考文献：

[1]杨亚娟.低碳经济背景下我国风电企业可持续发展路径研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[2]王建，赵春梅.基于低碳经济视角的中国风电产业发展研究[J].数字通信世界，2016（10）.

[3]陈强.风电并网对电能质量的影响及治理[J].中国标准化，2018（8）.

[4]张宏，王礼茂，张英卓，等.低碳经济背景下中国风力发电跨区并网研究[J].资源科学，2017，39（12）：2377-2388.

[5]孙李坚.风电接入对配电网电能质量影响的仿真研究[D].长春：吉林大学，2017.