二、關(guān)于全額收購與適度棄風(fēng)
隨著我國西部、北部大型風(fēng)電基地集中規(guī)?;_發(fā),基地風(fēng)電場棄風(fēng)的比重不斷增加,東北、內(nèi)蒙等地區(qū)的風(fēng)電場幾乎全部都存在棄風(fēng)現(xiàn)象,最嚴(yán)重的風(fēng)場棄風(fēng)接近理論發(fā)電量的20%。
從系統(tǒng)角度看,風(fēng)電棄風(fēng)主要是兩方面原因造成的:一是送出通道容量不足引起棄風(fēng),考慮風(fēng)電機(jī)組發(fā)電同時率因素,風(fēng)電外送通道容量一般都低于地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)總量,在所有風(fēng)電機(jī)組均滿發(fā)情況下,就會出現(xiàn)通道容量不足而造成的棄風(fēng),但這種情況出現(xiàn)概率很小,并不是大量棄風(fēng)的主要原因;二是系統(tǒng)調(diào)峰不足造成棄風(fēng),風(fēng)電出力是由來風(fēng)的大小決定的,具有隨機(jī)性和不可控性,東北和華北地區(qū)電源以煤電為主,本來調(diào)峰能力有限,冬季受供熱影響,系統(tǒng)調(diào)峰能力更是嚴(yán)重不足,若是在負(fù)荷低估時段風(fēng)電大發(fā),就必須棄風(fēng)以保障系統(tǒng)安全,這是目前造成風(fēng)電基地棄風(fēng)的主要原因。
為了減少調(diào)峰引起的棄風(fēng)現(xiàn)象,增加調(diào)峰電源(主要是抽水蓄能電站),提高系統(tǒng)調(diào)峰能力是技術(shù)上有效的手段。假設(shè)在建設(shè)風(fēng)電的同時,不配置調(diào)峰電源,不提高系統(tǒng)調(diào)峰能力,那么風(fēng)電機(jī)組將出現(xiàn)大量棄風(fēng),而如果為了實現(xiàn)既定的風(fēng)電上網(wǎng)電量的目標(biāo),就必須進(jìn)一步增加風(fēng)電建設(shè)規(guī)模,將增加整個系統(tǒng)的建設(shè)投資和運營成本;假設(shè)在建設(shè)風(fēng)電的同時,配置大量的抽水蓄能機(jī)組,一方面固然減少甚至消除了風(fēng)電棄風(fēng)現(xiàn)象,但另一方面抽水蓄能電站的建設(shè)運行也需要成本投入。因此,風(fēng)電究竟應(yīng)不應(yīng)該棄風(fēng)?風(fēng)電應(yīng)配套建設(shè)多大比例的蓄能機(jī)組?最佳的棄風(fēng)比例是多少?這些都是需要深入研究、定量分析后才能夠回答的問題。
為了開展研究,筆者構(gòu)建了簡化模型,主要包括:假定系統(tǒng)為純火電系統(tǒng),配置必要的調(diào)峰電源,在沒有風(fēng)電接入前,基本達(dá)到調(diào)峰平衡,同時,待接入的風(fēng)電比重不超過系統(tǒng)最大負(fù)荷的20%。發(fā)展風(fēng)電的目的主要是獲取清潔的能源,因此對模型開展研究的邊界條件是系統(tǒng)接納固定的風(fēng)電上網(wǎng)電量,同時整個系統(tǒng)成本最低(等價于單位風(fēng)電上網(wǎng)成本最低)。
根據(jù)以上簡化模型,并參照系統(tǒng)負(fù)荷特性、風(fēng)電出力特性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對風(fēng)電機(jī)組不配套蓄能機(jī)組、配套10%、20%,直到50%風(fēng)電機(jī)組等多種方案進(jìn)行了模擬和計算分析。結(jié)果表明,當(dāng)配套抽水蓄能占風(fēng)電比重10%-20%左右,風(fēng)電棄風(fēng)約5%-10%,此時單位千瓦風(fēng)電上網(wǎng)成本最小,在接納同樣風(fēng)電上網(wǎng)電量的條件下,整個系統(tǒng)成本最低。
通過模型的理論分析,我們認(rèn)識到,追求風(fēng)電百分之百消納是不經(jīng)濟(jì)的,為了達(dá)成相同的風(fēng)電上網(wǎng)電量的目標(biāo),在系統(tǒng)調(diào)峰不足的情況下,可以適度棄風(fēng),這樣才會使全系統(tǒng)成本最低。