设为首页  |  加入收藏  |  联系我们
中西部联手 新能源消纳出实招
2019/3/13 7:19:18    新闻来源:中国能源报
  今年两会,国务院总理李克强在作政府工作报告时说,2019年,将加快解决风、光、水电消纳问题。

  2018年,我国新能源发电量蒸蒸日上,光伏和风电装机已经双双位居世界首位。但是面对这种“好消息”,西北的新能源富集省份也有发愁的地方:用电负荷较小,消纳空间有限,弃风弃光压力很大。具有标杆意义的甘肃酒泉“风电三峡”就因弃风率长期超过国家能源局划定的20%的红线,建设一度暂停。

  西北地区富余的新能源怎么才能良好地被“消化”掉?全国多地如何“联手”解决新能源消纳难题?近日,记者走访了甘肃、河南等地区,深入电力公司、火电厂、风电场进行调查。

  

  甘肃:现货交易让清洁电力“嫁”出去

  “包括现货交易在内,2018年甘肃外送清洁电力占总外送电力的将近50%。”

  “甘肃是新能源大省,但它就像种粮大户,种的粮食自己吃不完,别人又不一定要。”在黄河岸边的国网甘肃省电力公司(以下简称“甘肃电力”),一位工作人员向记者比喻道。发的电本省消纳不完,弃风弃光严重,如何将清洁的新能源发电“嫁”出去,是甘肃能源相关部门和电力公司近年来的心头大事。

  在甘肃省酒泉市瓜州县东约87千米,祁韶直流的起点——祁连换流站正将丰富的清洁能源源源不断地输送至千里之外的湖南,距其不远处是我国第一个千万千瓦级风电基地。这条新能源外送大动脉一半以上位于甘肃境内,增强了甘肃电网跨区域外送的能力,有望扭转河西新能源“窝电”局面。

  走进甘肃电力调度控制中心,记者即刻被显示屏上花花绿绿的图标吸引。大屏上显示,甘肃省的新能源电力已经通过包括祁韶直流在内的多条外送通道,送往全国19个省份,最远输送到了广东省。

  2017年,国家电力调度控制中心、北京电力交易中心发布《跨区域省间富余可再生能源电力现货试点规则(试行)》,要求可再生能源发电企业根据弃水弃风弃光电能界定标准,计算其富余发电能力,直接在跨省区现货交易系统中报价。

  2018年12月27日,甘肃电力现货市场启动试运行。电力现货市场让2018年甘肃的外送电量陡增,是两年前的两倍。“包括现货交易在内,2018年甘肃外送电力的清洁能源占总外送电力的将近50%。”甘肃电力调度控制中心计划处副处长杨春祥告诉记者。随着新能源电力在现货交易中的占比不断提升,可以预见的是,市场在新能源消纳工作中将发挥越来越重要的作用。

  “基于实时预测,发现弃电情况时,调度中心组织新能源电厂自主申报跨省区的现货交易,再统一上报到国网交易平台,然后用户侧申报用电需求,最后达成交易。”甘肃电力调度控制中心调控处处长伏岁林介绍道。

  2018年,为了将清洁电力外送,甘肃电力想了很多招——建立国内接入规模最大的新能源“数据云”,实现新能源预测类、实时类及管理类信息的全景化展示。建成区域电网智能协调控制系统,将多个同类型电源组合成一个虚拟机组,再将虚拟机组等效为一个虚拟电厂进行集中控制,达到“交易智能化、消纳空间最优化、断面利用率最大化”目标。

  这些“新招”很快就见了效:截至2018年年底,西北电网新能源消纳连续24个月实现发电量、发电占比、弃电量、弃电率的“双升双降”目标。杨春祥告诉记者,2019年,甘肃电力将采取多项措施,力争弃风、弃光率分别降至10%和8%以内。

  甘肃省的决心不止于此。《甘肃省“十三五”能源发展规划》提出了坚定的目标:到2020年,全省弃风、弃光问题得到有效解决,新能源发电量达到全社会用电量的30%以上。不同区域规模化风电场错时出力、风光互补、火水电共同参与、需求侧调控的调峰格局基本形成。

  

  解决弃风:白银有两个“法宝”

  “自从采用风功率预测系统等多个手段后,从2016年开始,我们风电场消纳情况逐步好转,发电量快速增长,改变了多年经营困难的局面,企业经营从亏损转为盈利。”

  初春的甘肃省白银市,乍暖还寒。驱车两个多小时,记者从兰州来到了位于白银市平川区的国投白银风电有限公司捡财塘风电场。新能源电厂是新能源消纳链条上的“第一环”,若电厂解决弃风问题,无疑将较大程度提高新能源消纳水平。

  海拔近两千米的山头上,60多台风机时快时慢地转动。“我们的风机外号'人来风',有人来了转得更欢呢!”风电场的工作人员和记者开玩笑说。这样的玩笑不无道理,风力发电是出了名的不稳定,也为新能源消纳带来了难题。

  但是现在风电的消纳不再令人头疼,因为风力发电也有了“天气预报”。国投白银风电有限公司捡财塘风电场总经理王晓明告诉记者,近年来,根据电网要求,风电场安装了风功率预测系统,根据电网要求上传未来短期72小时、超短期4小时的预测功率,为甘肃电力调控中心制定发电计划和跨省区的现货交易做最有力的辅助支持。

  望着不远处一台台风机,王晓明告诉记者,由于有了风功率发电“天气预报”,2018年风电场超额完成了预定发电量计划。“自从采用风功率预测等多个手段后,从2016年开始,我们风电场消纳情况逐步好转,发电量快速增长,改变了多年经营困难的局面,企业经营从亏损转为盈利。”初步尝到甜头的王晓明决定再设一个“小目标”,2019年制定更高的发电计划,为发电厂带来更好的效益。

  为了进一步减少弃电,除了实时预测发电功率外,捡财塘风电场还有第二个“法宝”——电力公司调度中心的停电工作新能源受限风险预警机制。“我们风电场跟省电力公司打好配合,让风电场的检修时间与电力系统检修时间同步。上级电网停电检修时,我们也利用这段时间抓紧检修,最大限度地减少弃风,避免其他时间停电检修带来的发电量损失。”王晓明说。

  

  虚拟储能让兰州更“蓝”

  作为西北虚拟储能试点单位,兰铝自备电厂通过参与区域省间调峰辅助服务市场,灵活转换自备电厂企业用电、发电两种角色,产生新能源灵活存取电的虚拟储能效果,助力新能源消纳的同时,为企业带来较大的环保效益。

  电解铝是出了名的高能耗行业,用电需求巨大,污染排放也曾广受诟病。高能耗的电解铝,怎么和清洁的新能源消纳沾了边?原来,电解铝企业看到了新能源的优势,转向利用丰富的清洁能源生产“绿色电解铝”,参与到新能源消纳的链条中来。

  走进中国铝业股份有限公司兰州分公司自备电厂(以下简称“兰铝自备电厂”),记者注意到,3台发电机组中,只有一台正在运行。自备电厂里只开动一台发电机组,电够用吗?

  面对记者的疑惑, 厂长武玉刚解释道:“兰铝从发展绿色电解铝的角度,希望使用外界新能源电力,参与到助力消纳新能源工作中来。首先我们从技术角度,对火电机组进行灵活性改造,使电厂多次参与深度调峰;第二是参与虚拟储能,为甘肃消纳新能源多做贡献。”

  事实上,早在2015年,甘肃省就创造性地提出了新能源替代自备电厂发电思路,并率先在兰铝自备电厂开展试点工作。经过三年多的实践,兰铝自备电厂已完成机组灵活性改造,参与到了新能源替代发电交易中来。

  兰铝自备电厂最引人注目的亮点是首创自备电厂虚拟储能模式。“由于企业生产特性,用电负荷24小时都是稳定的直线。参与到虚拟储能后,企业就会开始使用新能源电力。当太阳出来或者风起来时,新能源发的电增加,就需要我们自备电厂'让'出空间,把火电机组的出力压下来,改为使用新能源电力,做到电力负荷实时平衡。”武玉刚介绍,目前按照甘肃电力的调度,自备电厂的调峰基本在50%以下。

  新能源替代发电的效果如何,很多人看得见。据了解,截至2018年底,兰铝自备电厂已经累计开展新能源替代发电量64.43亿度,兰铝自备电厂少买了数百万吨煤,少了污染物的排放,兰州的天更蓝了。

  作为西北虚拟储能试点单位,兰铝自备电厂通过参与区域省间调峰辅助服务市场,灵活转换自备电厂企业用电、发电两种角色,产生新能源灵活存取电的虚拟储能效果,助力新能源消纳的同时,为企业带来了较大的环保效益。“虽然机组灵活性改造投入近1亿元,但是减少煤炭发电产生的环保效益是无法估量的。”武玉刚说。

  谈起未来,中国铝业股份有限公司兰州分公司总经理助理徐薇告诉记者,在各级电网和新能源企业的支持下,兰铝将进一步扩大新能源替代发电的比例,真正实现“绿色电解铝”。

  

  打破壁垒:河南“迎娶”西北新能源

  截至2018年,河南消纳省外新能源电量占西北电网新能源送华中区域总量和现货交易成交量已连续两年在全国排名第一。

  与甘肃新能源“粮食吃不完”的情况相反,河南则是“粮食不够吃”。河南是煤耗大户,由于近几年电力需求不断增加,再加上控制煤炭消费总量的需要,河南开始向外省买电。向谁买?怎么买?不如将西北富余的清洁新能源发电“娶”进门,跨区域省间富余可再生能源电力现货交易的启动就促成了这桩“婚事”。

  近日,记者走进河南郑州、开封等地,对这桩“婚事”一探究竟。

  在国网河南省电力公司(以下简称“河南电力”),调控中心副主任镐俊杰告诉记者,天中直流工程起点在新疆哈密南部能源基地,落点就在河南郑州,这一“管道”疏通了我国西北地区堵塞的新能源,也为河南地区提供了新鲜的新能源“血液”,河南省政府也明确提出要不断加大外电吸纳力度,大力吸纳省外清洁能源。

  镐俊杰向记者介绍道,河南省进行跨区新能源消纳体现在网间交易和运行消纳两个方面。

  在网间交易方面,河南可以说是电力现货交易市场的“大买家”。通过全网电力交易平台了解“卖家”的清洁能源送出需求,在年度、月度和月内等中长期交易中都有参与,且新能源占比尽量不低于40%。

  在运行消纳方面,利用经济的手段推动提升燃煤机组调峰能力,利用抽蓄机组、燃气机组等调整手段,为吸收省外清洁能源留足了空间。

  据河南电力提供的数据,2018年河南消纳省外新能源电量占西北电网新能源送华中区域总量的61.6%,现货交易成交量占全国总成交量的24%,连续两年排名第一。

  镐俊杰还表示,未来继续提高新能源消纳,不仅要加强电网建设,加大对电网的投入还要向光伏、风力发电企业提供规范、优质、高效的并网服务;同时要完善新能源消纳的管理体系,滚动开展新能源运行承载能力分析,针对存在消纳风险的区域及时发布风险预警。

  在吸纳外省新能源的路上,也出现了一些“小坎坷”。镐俊杰对记者说:“吸纳外省新能源对当地火电厂还是有影响的,会挤占火电厂的发电小时数,但是整体上来说,河南的电量保持增长的态势。虽然这两年新能源消纳不断增加,但还是保证了发电厂的基本发电小时和发电厂的基本市场份额。”

  “其实最大的难题是如何调动河南当地火电厂进行灵活性改造参与调峰的积极性。”镐俊杰表示,“为了解决这一难题,我们对调峰低于50%的火电厂机组进行补贴,用经济的方式来调低调峰,而并不是行政命令。”同时,河南电力根据电网的实际运行情况,与能监办协商,不仅“奖励”更实行“惩罚”,增加了负荷率考核,以平均负荷率作为标准,如果超出标准,火电厂就要拿出钱来补贴给其他的电厂。

  中部地区接收跨区新能源消纳不仅需要经济手段,更需要当地火电厂进行大量的技术改进,可以说“很拼”。走进国家电投集团河南电力有限公司开封发电分公司,记者注意到厂区里的“烟囱”——冷却塔,向天空排出的白色水蒸气较其他电厂少了很多。公司副总工程师丁民告诉记者,近年来,经过对火电机组的灵活性改造,发电煤耗有效降低,同时还大大提高了供热机组的调峰能力,使“热电协同”成为一种技术方向,更是解决当前新能源消纳困境的有效途径。

  河南与西北省份“联姻”,积极参与日内现货交易,既满足了自己的电力需求,又减少了西北弃风、弃光电力的现象。记者注意到,生活在河南的朋友开始在朋友圈晒起了蓝天,不难看出,这场河南和西北地区的新能源“联姻”,造福了不少中部城市居民。

地址:北京市海淀区车公庄西路22号院A座11层 电话:010--58381747/2515 传真:010--63547632 
中国水力发电工程学会 版权所有 投稿信箱:leidy5378@126.com
京ICP备13015787号 技术支持:北京中捷京工科技发展有限公司(010-88516981)