浪漫骑士分享 http://blog.sciencenet.cn/u/cooboy640 从作茧自缚到破茧成蝶

博文

开发具有“中国特色”风电的思考(2)

已有 4260 次阅读 2009-12-20 15:38 |个人分类:生活点滴|系统分类:观点评述| 风力发电

三、中国风电发展面临的困难

由于风电难以起到常规电源在电力系统中调峰、调频、调压和备用等方面的作用,而且存在一些影响电力系统安排稳定经济运行的因素,因此风电与常规电源相比,差异很大,而大规模风电基地除了具有常规风力发电的共性问题外,还存在许多特殊的问题,主要包括以下几个方面:

1、送出能力问题

我国目前规划的风电基地容量多数是千万千瓦级,而且多数地处偏远地区,离负荷中心的距离甚至达到1000公里以上,且这些地区电网比较薄弱,设想是常规能源也存在送出能力问题,何况是随机性、波动性和间歇性很强的风电呢!以甘肃河西电网为例,其输电线路全长约为1000公里,是目前国内输电距离最长、串连变电所最多的330KV线路,受到电网结构的限制,输电能力较弱。正常电网运行方式下,河西电网西电东送的能力仅为700MW左右,不仅无法满足酒泉陆上“三峡”风电基地的送出需要,考虑到张掖黑河等水电占用一部分电网送出能力以后,已无法满足现已建成的500MW左右的风电的送出需要。所以,甘肃电网公司已经启动建设750KV超高压双回输电线路,但即使该线路建成投运,在加上高抗、串补等措施以提高输电能力,几乎仍然不能满足风电送出的需要,以至于不得不另寻它途,比如再建直流输电等。然而,当这些输电线路建设完成后,由于地理条件的特殊性和该系统的相对复杂性,不稳定的风险和控制的成本必然会提高,这些都将是面临的问题。我国其他的风电基地同样面临这样的问题。

2、调峰调频

发电、供电和用电必须同时完成的特点,决定了整个电力系统的总发电负荷必须随用电负荷变化同步调整,要求电力系统内必须有部分发电机组承担随着用电负荷变化而变化的调整能力,即发电机组的调峰能力;由于风电具有的特点,决定了风电的发电负荷难以保持稳定,更不可能与用电负荷同步变化,为了满足发供用同时完成的电力系统要求,必须有其他电源承担适应风电负荷变化要求而相应反向变化的发电负荷调整能力,因此,具有风电的电力系统除了要求满足正常负荷变化的调峰能力外,还必须满足适应风电随机性的调峰能力。一般的火电,由于考虑机组的效率和运行的经济性,调峰能力有限,而调峰能力较强的水电,可能在风电丰富的地区(比如甘肃地区),由于水资源匮乏,因而也不具备条件,所以这是大规模风电开发面临的又一难题。

3、电力电量消纳问题

在我国几个风电丰富的地区,比如说西北地区,经济状况并不是很好,工业化水平较低,对电力需求的能力较弱,而经济发达的负荷中心往往距离较远,电力传输不经济,而且各个省市考虑自身经济的增长,可能也不愿意接纳远送过来的风电,这将造成风电的消纳问题,通俗的说就是谁是风电的买家。

4、系统稳定问题

高风电渗透率的电网都将面临着更大的稳定性问题挑战。以甘肃电网为例,2010年年底将投产的5 160 MW风电主要依靠750 kV交流线路送出,1 000 km 750 kV双回线路,大概有1 600 MV·A的线路充电功率,线路的充电功率会随线路潮流、电压的变化而变化,由于风电的随机性特点,充电功率的快速变化将对电网的系统稳定产生巨大影响。风电规模越来越大,接入电压等级越来越高,由于风力发电的间断性,将导致输出线路的输送功率大幅度变化,进而引起线路充电功率的大起大落,电网必须具备足够的、动态的感性和容性无功调节能力,同时要求各类发电机组与电网协同调压,才可能实现电网电压的有效控制。交流联网的整个电网的电压和频率之间相互影响,酒泉地区风电出力大幅度变化必然引起整个系统电压、频率波动,电力系统存在频率和电压稳定问题。为了满足送出能力的要求,河西750 kV电网必须同时采取750 kV串补和可控高抗等多项最先进的柔性输电技术,另外为了适应风电机组间歇性风电的需要,风电场升压站必须安装15%20%的动态无功补偿设备(SVCSVG),串补、可控高抗和动态无功补偿设备等柔性输电技术在河西电网同时应用,不仅可能产生次同步谐振等问题,还需要综合研究柔性输电的控制策略问题。由于超大规模风电场数学模型不完善,面对超大规模风电的远距离输电问题,不仅缺乏实际运行管理经验,理论分析计算的结论仍然存在不确定性,因此酒泉风电基地可能存在较大的系统稳定问题。能否满足风电送出的需求是酒泉千万千瓦级风电基地成功与否的关键。面对前所未有的输送能力、调峰能力、电力消纳和系统稳定等方面的一系列难题,电网企业面临着前所未有的挑战。

5、风电相关技术和管理问题

我国风电产业的发展可以用“仓促应战”来形容,由于能源的问题和环境的压力,风电作为最有前途的绿色、可再生能源被推向历史的舞台。这里不得不提的是,我国大规模风电的建设几乎是在没有任何技术和管理储备的背景下开始的,而且为了不被国外对风电产业的垄断,我国的风电产业链也几乎是在短短的几年内催生,这里很多技术并不成熟,或者没有自主知识产权,这样必将受制于人,使我国风电发展潜藏隐患。大规模的风电场管理和发输电管理也是面临的问题。

(时间关系,未完待续)



https://wap.sciencenet.cn/blog-329391-280067.html

上一篇:开发具有“中国特色”风电的思考(1)
下一篇:开发具有“中国特色”风电的思考(3)
收藏 IP: .*| 热度|

0

发表评论 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 01:38

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部