風電開發(fā)在2013年又取得了長足的進步。不僅裝機容量大幅增長,更重要的是通過電網(wǎng)和開發(fā)商的共同努力,棄風損失比2012年大大減少。這對今后風電的大規(guī)模發(fā)展具有重要的示范作用。然而風電開發(fā)在西部地區(qū)過于集中,外送能力不足造成棄風限電的問題依然存在。如不能從政策層面采取措施,短期將仍是限制風電進一步大規(guī)模發(fā)展的突出問題。
從理論上講,有三種方式可以用于解決風電發(fā)展過于集中的問題。第一是本地消納。但由于受當?shù)氐呢摵伤降南拗疲@種方式短期內(nèi)無法發(fā)揮作用。第二是通過長距離輸送直流或交流電,將電力送到東南沿海負荷中心。第三是直接在距東南沿海負荷中心較近的有風資源地區(qū)建設(shè)風電場。后兩個問題都在下面進一步討論。
為了更加高效地開發(fā)和傳輸風電,需要將發(fā)電和傳輸成本同時加以考慮。對于以傳輸風電為主的輸電線路來說,如果傳輸能力按照風電的最大出力進行設(shè)計,無疑會造成浪費。因為風電有很強的間歇性。從發(fā)電和傳輸?shù)木C合成本最低角度選擇一個風電的出力水平應(yīng)是一個合理的考慮。我們把設(shè)計裝機容量與資源允許的最大裝機容量(技術(shù)可開發(fā)量)之比叫作風資源利用率,我們將輸電線路中為風電預(yù)留的空間比重叫作容量比。
中國電力科學研究院對風資源利用率和容量比之間的關(guān)系進行了研究。研究結(jié)果表明,在風速分布的上端,資源利用率下降的程度比對應(yīng)的容量比下降的程度要小。其中含義是,要使高風速區(qū)的資源得到充分利用,需要占用更多傳輸容量(高容量比),但得到的電量并不多,效率較低。反過來說,就是在風速較高的區(qū)間減少容量比,不會造成同等幅度的風資源損失。這一點對風電發(fā)展的總體規(guī)劃和布局來說具有重要的經(jīng)濟學意義。
千萬千瓦級風電基地的建設(shè),消納和遠距離傳輸是個非常復(fù)雜的問題。中國電力科學研究院的研究表明,要解決好遠距離輸送到問題,還需要進一步的分析和優(yōu)化。根據(jù)研究結(jié)果,100%的資源利用率,需要100%的傳輸容量和風電裝機;而86.31%的資源利用率,用50%的相應(yīng)發(fā)電裝機和傳輸能力即可實現(xiàn)。
傳輸能力依舊是西北地區(qū)風電進一步發(fā)展的主要制約因素。比如,據(jù)甘肅省風電發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計到2015,風電裝機將達到12.71吉瓦,2020年,達到20吉瓦。其中大部分電量可能需要輸送到東部或中部負荷中心。所以類似的規(guī)劃需要同時考慮資源條件和電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況進行優(yōu)化。