首先復(fù)習一道物理題(敲黑板):
電力系統(tǒng)是一個發(fā)電、輸電、用電同時進行的系統(tǒng),每分每秒都必須保證發(fā)電與用電一致。用電負荷可以準確預(yù)測,準確度可達99%,而水電、火電等常規(guī)可控電源必須配合難以準確預(yù)測的風電、光伏發(fā)電進行電力平衡。
平衡 平衡 平衡,電力系統(tǒng)的基本屬性?。娋W(wǎng)其實是天秤座!)
當水電、火電(火電存在最小技術(shù)出力,出力范圍一般在50%——100%)調(diào)節(jié)空間不足時,新能源也就沒有了消納空間。
外國真的不棄風嗎?
嗯嗯,首先頭條君要說的是,國外也存在棄風現(xiàn)象,歐美國家在發(fā)展新能源時,同樣遇到過棄風限電的痛苦歷程。直到現(xiàn)在,歐美國家仍然是有棄風的。
美國
這是美國本土的主要電網(wǎng)公司。
從圖中可以看到,從2007年到2013年,棄風現(xiàn)象都是存在的,其中,美國德克薩斯州的棄風現(xiàn)象最為嚴重,2009年棄風率達到17%。
>>>>靈活調(diào)節(jié)電源比例大,電力系統(tǒng)更靈活
意大利
2009——2012年,意大利的棄風率分別是10.7%、5.8%、2.7%、1.2%,棄風原因包括火電機組最小出力限制、保證備用量以及輸電阻塞。
德國
在德國,棄風現(xiàn)象也依然存在。
據(jù)德國弗勞恩霍夫研究院披露,在德國北部地區(qū),棄風問題愈演愈烈,一些地區(qū)的棄風率已高達8%。德國可再生能源棄電主要發(fā)生在配電網(wǎng),2012年,德國可再生能源棄電98%發(fā)生在配電網(wǎng)。
德國棄風的主要原因是電源和負荷分布的不一致性。
在德國,風電主要分布在人煙相對稀少的北部和東部地區(qū),而德國電力負荷中心分布在人口較稠密的南部地區(qū)。(棄風原因和我國差不多,不過德國南北之間的直線最遠相距876千米,東西之間相距640千米,啥概念呢,大約也就是酒泉—湖南特高壓工程的三分之一。)
歐美為啥棄風少呢?>>>>
輸送距離短,電源接在負荷側(cè)
首先擺出我國新能源裝機地圖!
顏色深的地方代表新能源裝機多。我們可以看到,新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古這些顏色深的區(qū)域,自己是用不了這么多電的,而需要用清潔電的東部地區(qū)裝機容量少。所以,在我國想要大規(guī)模使用新能源,只能長距離輸送。因此,國家電網(wǎng)公司建設(shè)了多個特高壓輸電工程,就是為了把清潔電送得更遠、更多。
舉個栗子:
酒泉—湖南±800千伏特高壓工程線路全長2383千米。
我們再看看這張圖——可再生能源非常發(fā)達的北歐地區(qū),包括瑞典、挪威以及丹麥、德國北部。白色的斯堪的納維亞半島長1850千米,大約比酒泉—湖南特高壓線路還要短533千米。
與我國更為不同的是,歐洲地區(qū)的可再生能源大多是分布式接入,并且接入在負荷側(cè),相當于風機就建在用電多的地區(qū)。再簡單粗暴地類比一下呢,相當于把內(nèi)蒙古的大風機直接裝在江蘇一樣,傳輸距離短,即發(fā)即用,清潔能源消納更容易。
p.s.即便歐洲有傳輸距離短的優(yōu)勢,但和我們一樣,歐洲也正在大力建設(shè)輸電網(wǎng)架,實現(xiàn)清潔能源在大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。
>>>>靈活調(diào)節(jié)電源比例大,電力系統(tǒng)更靈活
從這張2015年的數(shù)據(jù)圖可以看到,我國“三北”地區(qū)火電占比達到71.1%(很高),抽蓄、常規(guī)水電等靈活調(diào)節(jié)電源占比不足8%(很低)。
而美國和西班牙的靈活調(diào)節(jié)電源(水電、燃油燃氣、抽蓄)則分別達到新能源電源裝機的8.5倍和1.5倍。
頭條君舉個栗子!感受一下電網(wǎng)乾坤大挪移。
2015年7月25日,德國太陽能、風能和其他可再生能源的發(fā)電量創(chuàng)下占該國當日總用電量78%的紀錄。
主要調(diào)節(jié)的其他電源當天在7個小時內(nèi)由1443萬千瓦降至309萬千瓦。
搞電力的小伙伴看到這組數(shù)據(jù),十有八九得倒吸一口涼氣。這樣大的波動對電網(wǎng)靈活性和堅強性的考驗很大。靈活的電源比例就是電網(wǎng)乾坤大挪移的內(nèi)功心法之一。
頭條君再舉個栗子!丹麥的風電資源非常豐富,2015年第1周就有34個小時的全國負荷由風電提供。在這周,丹麥全國五分之一的電都是清潔風電。丹麥的風電通過與挪威水電相配合調(diào)度,減少了調(diào)峰的成本。
對比國內(nèi),咱們將來也有這樣的“風水互濟”模式——甘肅與湖南。等到酒泉—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程正式投運后,甘肅的風電就可以和湖南的水電配合調(diào)度。(當然,這距離可比丹麥到挪威遠得多。)
就在3月10日,酒泉—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程已經(jīng)啟動送電了!未來看你大顯身手啦!
>>>>開放的電力市場&靈活的電價機制
在歐盟統(tǒng)一電力市場的建設(shè)目標的指導下,歐盟各國市場間相互開放,逐步向統(tǒng)一電力市場發(fā)展,促進了新能源的消納。葡萄牙和西班牙同屬伊比利亞電力市場MIBEL,德國屬于EPEX電力市場,包括MIBEL、EPEX在內(nèi)的歐洲7個主要市場已經(jīng)實現(xiàn)了日前和日內(nèi)市場聯(lián)合出清,與跨國雙邊交易共同構(gòu)成了歐洲統(tǒng)一電力市場。
另外,歐美國家還實施了綠色證書交易。綠色證書交易是在強制性可再生能源配額制基礎(chǔ)上引入的一種市場化機制,促進可再生能源配額制的實施,增強配額任務(wù)的靈活性,降低可再生能源實施成本。今年,我國也會開始實施這項政策。
但是,新能源發(fā)電的綜合成本高,發(fā)展新能源勢必帶來整體發(fā)電成本的上漲,最終體現(xiàn)在終端銷售電價中,由每一位用戶承擔。
雖然使用清潔電讓電費變貴了,但是歐洲居民還是在熱情地用錢包支持新能源事業(yè)。英國卡迪夫大學的一項民意調(diào)查顯示,太陽能發(fā)電、風電、水電等清潔能源廣受好評,石油、煤電、核電等傳統(tǒng)能源成為了“不受歡迎的能源”。
所以說,新能源消納不單單是電網(wǎng)的事,也不僅僅是發(fā)電企業(yè)的事,還需要每一名普通人的參與和付出呢!
怎樣讓新能源更多消納?
怎樣讓新能源更便宜?
怎樣讓新能源更安全?
這是一組炒雞復(fù)雜的問題,可以發(fā)表很多論文、畢業(yè)很多博士、組建很多項目組!中國的電網(wǎng)企業(yè)和世界各國同行們都在苦苦思索、共同努力,發(fā)量減少腰圍變粗終不悔,請大家再給我們多一點時間,一起攻克這個難題!