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風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)能是一種無污染、可再生的綠色清潔能源,儲(chǔ)量十分豐富，是目前最具規(guī)?；_發(fā)潛力和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源。大規(guī)模開發(fā)利用風(fēng)能，會(huì)有效減少化石能源的消耗，減少溫室氣體的排放，對(duì)保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展具有重要作用。2009年全球風(fēng)電裝機(jī)總量增長(zhǎng)31%，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量連續(xù)5年實(shí)現(xiàn)100%增長(zhǎng)。截至2010年6月底，中國(guó)已建成并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量為2200.37萬千瓦，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的2.46%左右。在部分地區(qū)，風(fēng)電裝機(jī)容量比例更高。其中，東北電網(wǎng)2009年底風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)754萬千瓦，占電網(wǎng)容量近10%;西北電網(wǎng)2011年底總裝機(jī)容量將達(dá)896萬千瓦，占全網(wǎng)總裝機(jī)容量的9.33%。

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)

在享有風(fēng)電所帶來的清潔能源的同時(shí)，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷提高，風(fēng)電所固有的隨機(jī)性、間歇性也給電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行提出越來越大的挑戰(zhàn)，風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)問題已經(jīng)成為制約風(fēng)電進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。

電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電能質(zhì)量要求嚴(yán)格，其中為保證電網(wǎng)頻率偏移量在要求范圍內(nèi)，即保證發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)平衡。傳統(tǒng)的發(fā)電計(jì)劃以發(fā)電機(jī)組出力的可靠性與可控性以及負(fù)荷的可預(yù)測(cè)性為基礎(chǔ)，制定和實(shí)施發(fā)電計(jì)劃。然而，風(fēng)能受到風(fēng)速與風(fēng)向的變化的影響，本身具有不可控、不可調(diào)的特征，風(fēng)電出力具有的這種隨機(jī)性和間歇性特征為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)。

隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式不做出相應(yīng)地調(diào)整和優(yōu)化，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力將不足以穩(wěn)定風(fēng)電功率大幅度、高頻率的波動(dòng)，其電能質(zhì)量和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性將受到顯著影響，這些影響反過來會(huì)限制系統(tǒng)準(zhǔn)入的風(fēng)電功率水平。

傳統(tǒng)的解決方式

傳統(tǒng)上，解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題的方法主要有三種，即跨區(qū)調(diào)度、負(fù)荷管理和增大傳統(tǒng)機(jī)組備份容量。但上述三種方法從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上都無法有效解決風(fēng)電隨機(jī)性和間歇性對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定帶來的隱患。

跨區(qū)調(diào)度：通過對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的合理布局以及對(duì)跨電網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度，利用風(fēng)電場(chǎng)間和跨電網(wǎng)間的補(bǔ)償能力，吸納更多的風(fēng)電容量，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。但是，跨區(qū)調(diào)度也存在局限性，包括需要巨額的基礎(chǔ)建設(shè)投入、帶來大量的電能傳輸損耗、不能夠平衡或補(bǔ)償所有的風(fēng)電波動(dòng)等。

負(fù)荷管理：負(fù)荷管理可以通過對(duì)用戶側(cè)的有效管理，例如分時(shí)電價(jià)和限電等手段來維持電網(wǎng)發(fā)電側(cè)與用電側(cè)的平衡。但是，負(fù)荷管理本身的調(diào)度能力有限，同時(shí)負(fù)荷管理無法平衡風(fēng)電出力快速上升帶來的電網(wǎng)波動(dòng)問題。

增大傳統(tǒng)機(jī)組備用容量：配置更多的旋轉(zhuǎn)備用容量有助于解決風(fēng)電隨機(jī)波動(dòng)性的問題。但傳統(tǒng)機(jī)組備份容量的增加，會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，增加可靠性成本(同時(shí)增加CO2的排放，這與發(fā)展新能源的方向是背道而馳的)。此外傳統(tǒng)機(jī)組尤其是火電機(jī)組，由于其本身系統(tǒng)慣性較大，很難及時(shí)滿足風(fēng)電出力快速波動(dòng)的變化頻率。

睿能世紀(jì)的儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案

當(dāng)風(fēng)電功率可以預(yù)測(cè)并且有足夠的精度時(shí)，將風(fēng)電功率作為負(fù)的負(fù)荷疊加到負(fù)荷預(yù)測(cè)的曲線上，就可以像傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)度方式一樣根據(jù)預(yù)測(cè)的負(fù)荷與風(fēng)電出力安排常規(guī)機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃，從而優(yōu)化發(fā)電機(jī)組的開機(jī)組合和經(jīng)濟(jì)調(diào)度，降低電網(wǎng)整體運(yùn)行成本，并確保系統(tǒng)安全可靠性。

通過在風(fēng)電場(chǎng)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，與風(fēng)電出力預(yù)測(cè)相結(jié)合，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)能力，及時(shí)有效地平滑和補(bǔ)償風(fēng)電出力波動(dòng)，為大規(guī)模風(fēng)電的可靠接入提供經(jīng)濟(jì)有效的解決途徑。

由于儲(chǔ)能系統(tǒng)在響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)精度上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)火電機(jī)組，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)可以有效保證風(fēng)場(chǎng)出力的實(shí)時(shí)、精確調(diào)節(jié)。如果要滿足同等容量的風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)頻需求，需要配置的火電機(jī)組容量為風(fēng)場(chǎng)額定容量的1.6~2倍，而對(duì)于配置了儲(chǔ)能的系統(tǒng)需要的功率容量則僅為風(fēng)場(chǎng)額定裝機(jī)容量10%~20%。

儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)頻的應(yīng)用主要分布式配置在風(fēng)電場(chǎng)源端，不需要大規(guī)模的電網(wǎng)擴(kuò)容和跨區(qū)調(diào)度，降低了基礎(chǔ)建設(shè)投入和電能傳輸損耗。

儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電輸出預(yù)測(cè)相結(jié)合，可以大幅度減小儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置容量，降低一次性投入。

另一方面，在該運(yùn)行模式下，可顯著降低火電機(jī)組承擔(dān)的調(diào)頻任務(wù)量，降低火電機(jī)組的運(yùn)行損耗。

儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生額外的CO2排放。