青海省風電發展有關問題的研究

摘要：針對青海省風電開發專題開展工作，通過青海省風資源及開發面臨的問題介紹，旨在對青海省風電開發過程中可能出現的相關方面問題進行有益的探討，以促進青海省風電的有序開發和健康發展，優化能源結構、減少常規化石燃料發電排放、改善自然生態環境提供一定的建議和幫助。

關鍵字：風資源;高電壓穿越;消納能力;

中圖分類號：TK8? ? ? 文獻標識碼：A

1 前言

青海省位于我國西北腹地、青藏高原的東北部，由于受太陽輻射、季風環流及地理環境等因素的綜合影響，形成了獨特的高原大陸性氣候。

青南高原東南部的河谷地帶及東部河、湟谷地，年平均風速大多在2米/秒以下。其中，同仁和互助兩地為1.5米/秒，玉樹為1.1米/秒，是全省年平均風速最小的地方[1]。

青海省風能資源分布情況如下：

1）年平均風功率密度<50W/m2區域：主要分布在青海省唐古拉山以東大部分地區，該區域面積估算約為439659km2，占全省總面積的61%。。

2）年平均風功率密度在50～100 W/m2區域：包括青海東部的循化、青海湖西北部的江西溝、茶卡、柴達木盆地的察爾汗、諾木洪以及唐古拉山以西除沱沱河以外的地區。該區域面積估算約為252454km2，占全省總面積的35%。

3）年平均風功率密度在100～150 W/m2區域：位于以沱沱河為代表的唐古拉山南部地區，該區面積約為27888 km2，占全省總面積的4%。

2 青海省風電發展面臨問題

2.1 高海拔氣象條件對風力發電的影響

一是空氣密度低，同樣風速下的發電量大幅下降，設計院計算比平原地區要下降40%左右，海拔高度超過3000m的風力發電技術還需要做進一步的研究，目前建議提高風機的輪轂高度以提高發電量。二是高海拔造成風機發電設備冷卻能力下降，需要采取新的技術。

2.2青海省風電的統一規劃和有序開發問題

由于對風能資源掌握的不夠詳細，目前青海省的風電規劃和風電項目開發不同程度地存在“兩高一低”現象，即：過高估計區域風電可開發容量，過高估計風電場利用小時數，過低估計風電對電網的影響。

青海省風電規劃由各地區政府主導。在地方政府和風電投資企業的積極推動下，各地的風電規劃規模主要依照當地風資源情況確定，盲目求大，并不考慮風電的送出和電網消納的能力問題，與電網發展規劃嚴重脫節。

2.3電網接納大規模風電的運行管理問題

風電具有隨機性、間歇性和負荷率低、反調峰等特點。電網能夠承受的風電裝機容量，與所在電網的系統規模、電源結構和布局、負荷特性等密切相關。風電的反調峰特性，將會加劇電網的調峰能力不足矛盾;風電的隨機、間歇特性，還將對電網的電力平衡、電壓穩定、電能質量等產生較大影響。因此，必須針對性地研究問題、加強電網建設，適應大規模風電對電網的影響。

2.4風電機組技術標準問題

風電機組的有功和無功調節性能、低電壓穿越能力、頻率響應能力，都將對電網的安全運行起到關鍵作用。因此，必須統一風電機組技術標準，以滿足電網安全運行、風電可靠并網的需要。

2.5 風電場并網管理問題

1）多數風電機組無法提高模型參數，大部分風電機組和風電場都沒有通過高電壓穿越測試。

2）不能進行風電場有效發電出力預測，給電力系統各類電源的調度運行方式、無功和電壓調節方式等帶來很大的壓力。

3 相關建議和意見

青海省可用風能儲量較大的地區是青南地區西部、柴達木盆地和青海湖周圍。但青海省屬高海拔地區，空氣密度小，在同樣風速下產生的風能密度也較平原地區小30%左右，開發適用于高海拔地區風資源特性的風電機組迫在眉睫。

開發青海省風資源可結合電力發展規劃和風電發展規劃，選擇風能資源豐富、上網條件好的場址，在風能資源和上網條件允許的前提下，以追求項目經濟效益為目標，選擇適宜的裝機容量。具體建議如下：

3.1加強風電開發的統一規劃與協調

由于青海省大規模開發的風電，當地負荷較低，無法就地消納，需要運距離外送，風電的開發規模不僅取決于風能資源和建設條件的優劣，更取決于風電的受電市場、消納能力、輸送方式等因素。

因此，應加強風電開發與電網建設的統一規劃，積極支持電網參與風電規劃的制定，建立風能資源開發與電網前期規劃的信息溝通機制;要統籌考慮風能資源、電網消納能力、受電市場、電網輸送能力等因素，做到風電開發和電網建設統一規劃，實現風電的科學有序發展。

3.2突出青海省風電政策的研究與引導作用

規范風力發電的項目管理，避免項目拆批、風電無序開發、電網配合困難現象的出現;必要情況下允許要求風電參與電網調峰、調頻;確定合理的風電上網電價和接網費用補貼。

3.3高度重視風電場并網管理工作

1）發展大型風電基地，需要加強風電輸電規劃的統一領導。要在開展電網消納風電能力研究的基礎上，由公司統一組織相關網省公司開展大型風電基地的輸電系統規劃工作，開展風電輸電方案、輸送模式、輸電規模、風電與其他電源打捆外送的配比等方面的綜合研究，確保規劃的科學性、系統性;

2）在此基礎上，進一步開展具體風電項目的接入系統方案論證工作，從技術經濟層面上優化接入方案，確保風電與電網的安全、可靠運行。

3）建立風電機組并網認證和檢測制度，嚴格執行風電場并網的技術要求，最大程度地提高電網運行可靠性。

4）對滿足并網標準的風電場要及時安排建設送出工程，按時接入電網，并根據電網調度、運行的相關條例、規定，做好風電場運行管理工作。

3.4 加強風電與儲能技術協調發展的研究工作

建設儲能電站是提高電網對風電消納能力、確保運行安全的有效手段。

要使儲能電站有效促進大規模風電的發展，必須建立有利于儲能電站發展的相關機制，在電力市場尤其是輔助服務市場尚未建立、輸配電價機制尚不完善的情況下，應按照“誰受益，誰負擔”的原則，建立合理的儲能電站投資回報機制，儲能電站的建設、運行費用應由發電企業、電網企業和用戶合理分攤。

建議由國家足額核算儲能電站的投資回報、經營成本和電網輸電成本，建立有利于儲能電站健康發展的兩部制電價機制，并統籌納入銷售電價進行疏導。

3.5 實現電源項目打捆外送，提高輸電通道利用能力

1）青海省柴達木地區風能資源豐富，環保空間大，土地廣闊，水資源充沛，具備將資源優勢轉化為經濟優勢的條件。加快這些地區的水電基地開發，打造青海省風電基地，是實現資源優勢向經濟優勢轉變的根本途徑。

2）為保證青海省柴達木地區風電的大規模開發、外送和消納，必須研究風電、水電打捆外送的配比問題，構建合理的交直流聯合外送輸電格局，解決不同電源、電源與電網、交直流電網的協調運行和控制問題。通過優化風電與風電、風電與水電的出力曲線，與受端電網網架結構、電源布局、負荷特性和調峰能力的統籌考慮，最大限度的利用能源資源，實現社會效益和經濟效益最大化。

參考文獻

1.高超，賈婭婭，劉慶寬. 我國風電發展現狀及前景[C]. 第27屆全國結構工程學術會議， 2018.10

2.呂文春，馬劍龍，陳金霞等.風電產業發展現狀及制約瓶頸[J]. 可再生能源， 2018年.08

3.謝國輝，何永勝，王卿然.中國東中部地區風電發展前景分析[J]. 中國電力， 2018年.03

作者簡介：祁海全（1974），男，工程師，主要從事新能源、離網獨立光伏、電力系統等方面的研究工作。