吉林省西部作為全國八大風場之一,規劃風電裝機容量超過2000萬千瓦。近年來,隨著《可再生能源法》的頒布實施,該區域風力發電開發呈現突飛猛進態勢,到今年11月底已有68.5萬千瓦風電機組并入電網,風電裝機容量居全國第二位。然而,由于西部區域是吉林電網最為薄弱的環節,目前出現了風電送出瓶頸問題。那么吉林省電力公司是怎樣積極采取措施,力圖解決這一瓶頸
問題的?最近記者就此作了調查:
問題:開發與投產出現矛盾
吉林省西部與內蒙古接壤,為松遼平原西部風口地帶,屬典型的大陸季風氣候,風力資源十分豐富。早在2002年這里便率先完成了以省為單位的風電發展規劃,使風電發展在全國處于領先水平。從2005年年初至今年11月,吉林省風電裝機容量從3.006萬千瓦發展到68.5萬千瓦。吉林省的風電項目都分布在地域遼闊、人口稀少的西部白城地區,白城電網卻處于吉林省主網架的末端,僅通過兩回長度為130千米的220千伏線路與主網相連,用電負荷很小,所發電力只能外送,是典型的遠距離送端電網,電網網架薄弱、穩定水平低。白城—松原斷面送出極限被控制在26萬千瓦以內,快速發展的風電已嚴重超出該輸電斷面的熱穩定極限。另一方面,吉林省電網調峰困難,供熱機組占總裝機容量比重大,大規模風電機組接入后使調峰問題更加突出。隨著大規模風電的接入,電網的無功平衡、閃變及諧波問題日益嚴重。目前,由于絕大部分風電機組的功率曲線、有功和無功調節性能、低電壓穿越能力沒有經過檢測和認證,并網運行的風電機組對電網安全穩定運行造成了極大影響。
應對:支持風電健康發展
面對風電接入電網引發的諸多問題,吉林省電力有限公司采取多種措施積極促進吉林風電發展,在確保滿足電網安全可靠運行的前提下,積極加快電網建設,研究風電機組和風電場的技術標準,為風電發展鋪路。
為保證風電的送出,吉林省電力有限公司加快了電網建設步伐,松原500千伏輸變電工程將于今年年內投產,近期還將開工建設白城500千伏輸變電工程,通過加強西部地區500千伏主網架建設來逐步緩解風電接入系統容量受限問題。
大規模風電場接入系統給電網運行帶來很多新的課題。由于聯網線路長,充電功率大,相關變電站220千伏母線電壓值大幅度升高,個別變電站母線電壓已超過運行規程上限。今年4月份,還發生了由于風電機組不具備低電壓穿越能力,在西部地區發生66千伏系統故障時造成200千米范圍內風電機組自動切除的問題。
為此,吉林省電力公司進一步完善了無功電壓補償裝置的配置,保證了風電場的安全穩定運行。同時在風電場接入系統設計階段編制完成無功電壓、閃變和諧波專題分析報告,對機組選型提出要求,以提高風電場投產后地區電網的穩定性,積極應對風電場接入系統引發的系統電壓問題。
對風電發展中關鍵技術進行深入研究也是吉林省電力公司的一項重要舉措,一是委托中國電科院開展了電網接納風電能力研究,為制定風電發展規劃奠定了基礎;二是實行軟課題研究,與高校合作建立了風機模型,進行了相關系統擾動實驗,為系統仿真計算提供了技術支撐;三是針對風力發電帶來的電網調峰問題,開發研究風力發電預報系統,提高電網調度運行水平。
吉林省風電在發展初期給電網發展規劃帶來不確定性,其中除風電開發地塊的分散性影響風電場接入系統的統籌規劃外,還存在風電開發規模和建設時序的不確定性,二者直接造成風電場接入系統方案難以確定。由此,吉林省電力公司通過與省政府積極溝通,配合省政府確定了優先開發通榆、洮南兩個百萬千瓦風電基地的發展思路,并開展了大規模風電集中接入系統的輸電規劃,引導當地的
優良風電資源得到優先開發,避免出現風電場遍地開花、無序發展的局面,降低了風電場接入系統工程投資風險。
思考:忍痛割電保全電網
面對目前吉林西部出現的風電送出瓶頸問題,根據有關規定,吉林省電力有限公司在新建風電場接入系統設計階段和并網協議中明確提出,為了保證電網的安全穩定運行,必要時會采取限制風電場出力的方式,既保證了電網的安全穩定運行,又緩解了眼前矛盾。
除了目前的上網難,吉林省還面臨風電裝機比例持續增大的壓力和挑戰。當前,吉林省電網平均負荷約400萬~500萬千瓦,最高負荷600萬千瓦左右,省調發電裝機約1200萬千瓦,其中風電裝機70萬千瓦,年底預計達到100萬千瓦。風電占裝機總量的比例在全國各省、市中名列前茅,而且吉林全省目前的規劃風電項目總容量超過2000萬千瓦。從遠期看,吉林風電建設可能還將提速,到2010年,吉林風電裝機比例將高達20%。
風能發電占電源總裝機的比例不宜過大已經成為世界各國的共識。吉林電網2010年能否承擔起高達20%的風電裝機比例?這個原本調峰能力就很差的省份,現在又要接納強烈季節性的風電機組,電網的穩定和電力的送出、消納,都在提前籌劃之列。顯然,吉林風電大規模接入的相關研究有必要加大力度、加快步伐,在技術和管理上為吉林風電的發展做好準備。