近年來(lái)，廣西陸上風(fēng)電發(fā)展迅速，同時(shí)，海上風(fēng)電也開(kāi)始起步。風(fēng)電的發(fā)展一方面促進(jìn)了廣西電源結(jié)構(gòu)向“清潔、綠色”轉(zhuǎn)型升級(jí)，另一方面由于風(fēng)電具有隨機(jī)性和波動(dòng)性等特點(diǎn)，也給電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力帶來(lái)了不小挑戰(zhàn)。
在南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司的努力下，廣西的風(fēng)電一直保持“零棄風(fēng)”的運(yùn)行消納紀(jì)錄，但隨著風(fēng)電在短期內(nèi)大規(guī)模集中并網(wǎng)，廣西電力系統(tǒng)面臨的調(diào)峰壓力也將進(jìn)一步加劇。國(guó)家政策明確，2018年底之前核準(zhǔn)的風(fēng)電項(xiàng)目，2020年底前仍未完成并網(wǎng)的，國(guó)家不再補(bǔ)貼。為趕上補(bǔ)貼末班車，廣西風(fēng)電項(xiàng)目紛紛加快建設(shè)，預(yù)計(jì)今年全年新增投產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組將超過(guò)400萬(wàn)千瓦，超出歷年來(lái)累計(jì)并網(wǎng)的容量。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)，給廣西電網(wǎng)的安全運(yùn)行和清潔能源消納帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
風(fēng)能為何在廣西被寄予厚望？
近年來(lái)，廣西用電量持續(xù)快速增長(zhǎng)，2018年和2019年增速均位居全國(guó)第二位，今年上半年增速位居全國(guó)第五位。目前，廣西電力供應(yīng)已出現(xiàn)“緊平衡”局面，預(yù)計(jì)到2025年電力供應(yīng)缺口將達(dá)到1000萬(wàn)千瓦以上。
廣西在能源資源方面有些先天不足，因此風(fēng)能也被寄予了期望。筆者從廣西能源局了解到，由于缺煤、少油、乏氣，廣西能源絕大部分需要從區(qū)外引入的局面仍未改變。從廣西區(qū)內(nèi)電源發(fā)展情況看，水電資源已基本開(kāi)發(fā)完畢，煤電嚴(yán)格受國(guó)家指標(biāo)控制，核電建設(shè)周期較長(zhǎng)，光伏發(fā)電和生物質(zhì)等新能源規(guī)模較小。
就廣西的資源稟賦而言，具備規(guī)模化開(kāi)發(fā)條件的海上風(fēng)電是廣西能源供應(yīng)的重要補(bǔ)充，一定程度上可以緩解廣西電力供應(yīng)不足的問(wèn)題。
廣西總體上呈現(xiàn)桂北、桂南山區(qū)和北部灣沿岸風(fēng)能資源較大、西部丘陵地帶和東部河谷平原風(fēng)能資源偏小的特點(diǎn)。同時(shí)，秋、冬季是風(fēng)能資源利用的最佳季節(jié)，隨著離地高度的增加，風(fēng)能資源可利用量明顯提高。
根據(jù)廣西發(fā)展改革委印發(fā)的《廣西陸上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃修編（2017年5月）》，廣西陸上風(fēng)電規(guī)劃技術(shù)可開(kāi)發(fā)總規(guī)模達(dá)1993萬(wàn)千瓦；同時(shí)根據(jù)最新的海上風(fēng)電研究成果，預(yù)估海上風(fēng)電可開(kāi)發(fā)總裝機(jī)容量約3300萬(wàn)千瓦。
與可開(kāi)發(fā)規(guī)模相適應(yīng)的是，廣西風(fēng)電建設(shè)和并網(wǎng)駛?cè)肟燔嚨溃?018年、2019年，廣西新增投產(chǎn)的風(fēng)電發(fā)電裝機(jī)容量，分別達(dá)到207.65萬(wàn)千瓦、287萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)均超38%。截至今年6月，廣西累計(jì)投產(chǎn)的風(fēng)電達(dá)348萬(wàn)千瓦，年底有望超過(guò)650萬(wàn)千瓦。
據(jù)廣西電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心相關(guān)人員介紹，根據(jù)廣西風(fēng)電消納能力及目前正在開(kāi)展的規(guī)劃，“十四五”期間，廣西風(fēng)電每年將會(huì)有約100萬(wàn)千瓦的接入規(guī)模，2025年風(fēng)電規(guī)模將達(dá)1100萬(wàn)千瓦，屆時(shí)將對(duì)廣西電力供應(yīng)缺口形成一定的補(bǔ)充。
此外，由于風(fēng)電項(xiàng)目投資較大，且風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)營(yíng)期均能產(chǎn)生穩(wěn)定的稅收來(lái)源，對(duì)當(dāng)?shù)孛撠毠?jiān)和鄉(xiāng)村振興起到積極推進(jìn)作用。
“像猴子一樣上躥下跳”的風(fēng)能
風(fēng)能“像猴子一樣上躥下跳”，因?yàn)轱L(fēng)能具有不穩(wěn)定、“反調(diào)峰”等特點(diǎn)，給電網(wǎng)帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。
“反調(diào)峰”是指在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷高峰時(shí)段發(fā)不出電，低谷時(shí)段負(fù)荷輕時(shí)多發(fā)電，嚴(yán)重?cái)D占可調(diào)節(jié)能源的運(yùn)行空間。
“風(fēng)電出力波動(dòng)性太大，短時(shí)間內(nèi)大幅變化，對(duì)發(fā)電安排、低谷調(diào)峰、斷面控制均帶來(lái)較大影響。”廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心副總工程師李凌介紹。例如，今年4月9日，廣西全網(wǎng)風(fēng)電最高出力30萬(wàn)千瓦，占裝機(jī)9%；4月12日，風(fēng)電最高出力276.3萬(wàn)千瓦，占裝機(jī)82%；4月14日，風(fēng)電最高出力迅速下降到50萬(wàn)千瓦左右，占裝機(jī)15%，出力變化幅度超過(guò)200萬(wàn)千瓦，為當(dāng)時(shí)負(fù)荷2000萬(wàn)千瓦的10%。
不僅風(fēng)力出力波動(dòng)性大，廣西電源調(diào)峰能力也嚴(yán)重不足，水電多為不具備年調(diào)節(jié)或季調(diào)節(jié)能力的機(jī)組，核電不具備快速調(diào)峰響應(yīng)能力，燃煤自備機(jī)組不參與調(diào)峰，風(fēng)電大量并網(wǎng)進(jìn)一步加劇了廣西電網(wǎng)調(diào)峰困難。
南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部主網(wǎng)規(guī)劃科電網(wǎng)二次規(guī)劃與電源并網(wǎng)管理專責(zé)聶宇介紹，大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)進(jìn)一步加大了對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰容量的需求，為充分消納新能源，大量火電機(jī)組夜間被迫低負(fù)荷運(yùn)行，異常跳閘風(fēng)險(xiǎn)大幅增加，可能導(dǎo)致高峰時(shí)段供電能力不足而錯(cuò)峰限電。
“廣西汛期時(shí)連續(xù)降雨，空調(diào)不再使用，低谷時(shí)段負(fù)荷降低，而同時(shí)水電、風(fēng)電發(fā)電能力卻驟增，煤電供熱機(jī)組和核電等發(fā)電能力無(wú)法大幅度壓減，這段時(shí)期內(nèi)電力負(fù)荷無(wú)法完全消納同期的電力系統(tǒng)發(fā)電能力，從而可能產(chǎn)生階段性棄水或棄風(fēng)電量。因此，廣西電力系統(tǒng)低谷時(shí)段調(diào)峰能力不足是制約集中式風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的主要因素。”聶宇介紹道。
記者還了解到，目前廣西的陸上風(fēng)電裝機(jī)主要集中于桂林、賀州、柳州網(wǎng)區(qū)，隨著風(fēng)電規(guī)模的大幅度增長(zhǎng)，廣西電網(wǎng)特別是桂林電網(wǎng)發(fā)生“次同步振蕩”的風(fēng)險(xiǎn)日益增加。“在風(fēng)電大發(fā)情況下，電網(wǎng)北電南送潮流加重，導(dǎo)致500千伏來(lái)中甲線、梧州—賀州電磁環(huán)網(wǎng)相關(guān)斷面重載，給電網(wǎng)安全帶來(lái)更多不穩(wěn)定性。”李凌介紹道。
此外，“十四五”期間廣西還將積極發(fā)展海上風(fēng)電，海上風(fēng)電的出力雖較陸上風(fēng)電平穩(wěn)，且反調(diào)峰特性弱于陸上風(fēng)電，但其對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰仍將帶來(lái)較大挑戰(zhàn)，對(duì)接入陸上風(fēng)電的規(guī)模也帶來(lái)較大影響。
并非“不知道什么時(shí)候風(fēng)來(lái)”
廣西風(fēng)電并網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)也并非無(wú)解，就像每建一處風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)都要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年的測(cè)風(fēng)，并非“不知道什么時(shí)候風(fēng)來(lái)”。
“提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提前應(yīng)對(duì)，否則就會(huì)措手不及。比如可以提升風(fēng)電等可再生能源功率預(yù)測(cè)水平,推動(dòng)新能源功率預(yù)測(cè)主站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)風(fēng)電等新能源的短期和超短期集中功率預(yù)測(cè)。”李凌建議，“同時(shí)合理引導(dǎo)風(fēng)電布局，避免局部裝機(jī)過(guò)于集中，研究系統(tǒng)可承受的總規(guī)模，避免無(wú)上限、無(wú)序發(fā)展。”
除了提升預(yù)測(cè)能力之外，今年3月5日，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于2020年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》，其中有兩點(diǎn)值得重點(diǎn)關(guān)注：一是確定新增風(fēng)電、光伏核準(zhǔn)（備案）規(guī)模時(shí)，“以電網(wǎng)消納能力為依據(jù)合理安排新增核準(zhǔn)（備案）項(xiàng)目規(guī)模”；二是安排項(xiàng)目建設(shè)并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)要“發(fā)揮電網(wǎng)并網(wǎng)關(guān)口作用，嚴(yán)格按照規(guī)劃和消納能力合理安排項(xiàng)目并網(wǎng)時(shí)序”。這體現(xiàn)了國(guó)家能源局以電網(wǎng)消納能力為重要抓手，引導(dǎo)風(fēng)電高質(zhì)量有序發(fā)展的工作思路。
南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部建議，當(dāng)前已核準(zhǔn)及列入開(kāi)發(fā)建設(shè)方案的陸上風(fēng)電項(xiàng)目已基本占用全區(qū)后幾年的風(fēng)電消納空間，因此要密切關(guān)注負(fù)荷發(fā)展和風(fēng)電消納形勢(shì)的改善情況，科學(xué)有序推動(dòng)新增風(fēng)電項(xiàng)目的核準(zhǔn)和建設(shè)。
“考慮到當(dāng)前已核準(zhǔn)且有效的帶補(bǔ)貼風(fēng)電項(xiàng)目856萬(wàn)千瓦大多已開(kāi)工建設(shè)，到2023年后方能基本消納，因此2023年以前，我區(qū)的風(fēng)電消納空間基本用于消化已核準(zhǔn)的存量風(fēng)電項(xiàng)目。”聶宇介紹道。
“廣西電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心已配合政府開(kāi)展了2019和2020年的風(fēng)電年度評(píng)優(yōu)工作，使資源優(yōu)、建設(shè)條件好、企業(yè)能力強(qiáng)的項(xiàng)目?jī)?yōu)先獲得建設(shè)指標(biāo)，促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，引導(dǎo)風(fēng)電科技有序接入。”廣西電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心電源規(guī)劃研究專責(zé)潘珍介紹道。
筆者還了解到，廣西電網(wǎng)公司還將加強(qiáng)清潔能源消納能力分析，按年度向能源主管部門報(bào)送清潔能源消納空間的三年滾動(dòng)測(cè)算情況。同時(shí)，優(yōu)化管理機(jī)制，推動(dòng)清潔能源項(xiàng)目與配套電網(wǎng)工程同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步運(yùn)行；完善輔助服務(wù)、電力市場(chǎng)化交易機(jī)制；提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，推動(dòng)儲(chǔ)能應(yīng)用，鼓勵(lì)建設(shè)新一代電網(wǎng)友好型新能源電站。
“廣西風(fēng)能全額吸納還要發(fā)揮南網(wǎng)大平臺(tái)調(diào)劑作用，同時(shí)利用廣西調(diào)峰電力輔助服務(wù)市場(chǎng)解決低谷調(diào)峰困難問(wèn)題，進(jìn)而提升新能源消納能力。”李凌介紹道。
“南網(wǎng)一盤(pán)棋”的力量還體現(xiàn)在，2019年4月調(diào)峰調(diào)頻公司與南寧市人民政府簽訂了《南寧抽水蓄能電站項(xiàng)目開(kāi)發(fā)合作協(xié)議書(shū)》，這標(biāo)志著南寧抽水蓄能電站項(xiàng)目前期工作的全面啟動(dòng)。待南寧抽水蓄能電站建成后，將增強(qiáng)廣西電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，一定程度上緩解風(fēng)電等新能源的消納問(wèn)題，增強(qiáng)對(duì)廣西區(qū)外電力的接納能力。