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化風為擎 吉林風電消納的破解之路

2014-10-16 09:38:17 吉林日報   作者: 張茁  
  吉林省冬季供暖期較長,為保障居民供熱,風電不得不為火電“讓路”保民生,所以冬季棄風現象嚴重,風電平均利用小時數低于全國數值。確認以實現風電本地消納為重點,將單純重視開發向開發利用并重轉變,并將目標之一鎖定在將棄風資源轉化為拉動地方經濟發展的特色增長點上。國家能源局和省政府提出要開展風電清潔供暖示范,并將項目地址選在風資源豐富且外輸網架結構相對薄弱的白城地區,讓風能轉化成熱能,增強風電消納能力及電網調峰能力。

 國網吉林省供電公司定期檢修風電輸出線路,保障風能順利上網(楊寧攝)

棄風成為吉林之痛

風能是清潔能源,吉林省是風資源大省,也是國家規劃建設的千萬千瓦級風電基地之一。從1999年吉林省首個風電場——通榆同發風電場3.06萬千瓦并網發電,到2014年9月23日,吉林省風電裝機已達到392萬千瓦,占直調總裝機容量的20%左右。風電已超越水電,成為國網吉林電力調控中心直調范圍內第二大電源。

正當各方面雄心勃勃開發風電的時候,卻發現吉林省棄風現象嚴重。為什么?怎么解決?成為政府、電網、電廠共同研究的課題。

有關部門發布了吉林省平均風速的年變化規律:春季風大,尤其以4月份風最大,秋、冬季風較大,夏季風小,其中8月風最小。可見,風電大發的時節也是吉林省電網調峰最困難的冬季供熱期。

吉林省的電源又主要以火電機組為主,其裝機容量占省調直調裝機容量的78%,其中供熱機組占到火電機組的80%。熱電聯產機組運行在“以熱定電”模式下,發電出力可調節能力大大降低。

同時風電大發的時節也是吉林電網調峰最困難的冬季供熱期。電網調度必須保證擔負供熱任務的熱電機組出力維持在一定水平之上。吉林省冬季供暖期又較長,為保障居民供熱,風電不得不為火電“讓路”保民生,所以冬季棄風現象嚴重,風電平均利用小時數低于全國數值。

華能馬力風電場生產技術部主任張巍表示,由于吉林省電源發展速度過快,與地方經濟發展不協調,冬季又要保障供暖,“供暖期”里分給風電機組的負荷空間就會相應地降低,導致省內無法消納過多風電。

國網吉林電力調控中心調控處處長李振元說出了風電消納的難處:一是吉林省用電負荷基數小,電源裝機容量大,電力供大于求矛盾異常突出;二是近幾年來,東北區域內,包括電力消費大省遼寧省電源建設也快速發展;三是吉林電網送出承載壓力大,松原、白城電網外送、吉林中部、遼吉省間等重要輸電斷面在風電大發時持續重載。

解題一:提高棄風電量利用率

吉林省風力資源最發達的地區分布在白城、松原一帶。然而,由于這些地區經濟相對不發達,同時由于風電并網對電網造成的擾動,使得大量的風電被棄用。

國網吉林省電力有限公司“絞盡腦汁”消納風電,在吉林省整體負荷增量小的前提下,從技術、管理、電網建設等多方面入手提高風電并網能力。同時落實國家電網公司實施電能替代戰略,積極推動“以電代煤、以電代油、電從遠方來”,提高電能在終端消費市場的比重。

治病要治本。地方政府也轉變觀念,確認了以實現風電本地消納為重點,將單純重視開發向開發利用并重轉變,并將目標之一鎖定在將棄風資源轉化為拉動地方經濟發展的特色增長點上,力爭將吉林省白城市打造成風電規模消納集聚區,循環經濟發展示范區。

為了有效利用棄風電量,促進經濟發展,白城市引入可大量消納可再生能源企業的高載能企業,既可以實現產業轉移,又可推進吉林省經濟內生性增長,促進產業優化升級。同時高載能企業用電量,用電負荷平穩,只需適當調整生產計劃,便可大量吸納棄風電能,從而有效的緩解大量棄風的產生,并產生可觀的經濟效益。

經過省能源局、國網吉林電力、白城市政府的反復研究論證,分批確定參加直購電試點的現代高載能企業名單,并將白城市金升鎳業有限公司列為首批試點單位,實行白城市金升鎳業有限公司與風電、火電聯動拉動新增用電量,即由新立風電廠、洮北風電廠和中電投白城發電廠直接為其供電。

從前期調研到電費核準,國網吉林電力積極支持該示范項目。國網吉林省電力調度控制中心通過優化調度,最大限度地滿足發電、用電方的需求。國網吉林電力調控中心水電及新能源處處長楊國新介紹,如果沒有這個示范項目,風電場發出的一部分電又會“被迫拋棄”,而現在這些“棄風”電量卻成為高載能企業生產的動力。

當白城市人民政府2013年4月7日向省能源局遞交了“關于在金升鎳業有限公司新增用電量中增加棄風電量的請示”時,這家中外合資企業已經處于停產狀態。而現在通過風電企業降價的模式,降低用電企業成本0.2元/千瓦時左右,大幅降低了企業生產運行成本,促使該用戶由停產狀態恢復生產,4座生產電爐全部運轉,截至2014年9月末金升鎳業用電量同比增加2.2億千瓦時。

解題二:風電轉化為熱能

近一段時間霧霾天氣“卷土重來”,冬季霧霾天氣給能源利用方式再次亮起紅燈。特別是吉林省進入冬季后,熱電聯產用煤及采暖用煤相爭、煤價和運力的上下波動等,造成多數供熱企業成本上升和經營風險加劇。

國家能源局和省政府提出要開展風電清潔供暖示范,并將項目地址選在風資源豐富且外輸網架結構相對薄弱的白城地區,讓風能轉化成熱能,增強風電消納能力及電網調峰能力。

2011年,吉林省第一家風電清潔供暖示范項目現身洮南。通過近三個供暖期的實際運行證明:此項目利用棄風電量為16.3萬平方米住宅小區供暖,年利用棄風電量2700萬千瓦時,年可節約9000噸標煤,減少二氧化碳排放5000噸,減少二氧化硫排放150噸。

風能轉化為熱能,不僅涉及到整個電網的安全運行,還需要技術支撐。以已經運行的吉林省清潔供暖示范項目為例。根據洮南市盛豪鑫龍小區暖通系統設計,該示范項目利用電網低谷時段的棄風電量,讓9臺高溫承壓蓄熱式電鍋爐制熱及蓄熱,蓄熱溫度為145攝氏度。同時將高溫熱能通過板式換熱器交換到二次熱網,以60攝氏度低溫大流量運行方式為小區居民供暖。供暖后的熱水將通過采暖站又循環回電廠繼續進行制熱、蓄熱,實現了非可再生資源的有效利用。

據專家介紹,高溫承壓蓄熱式電鍋爐制熱時間為每天的22時至次日5時,在此時間段內,通過計算機控制系統保證制熱與供熱同步,其他時段為單獨供熱運行。在零下30攝氏度的寒冬下,盛豪鑫龍小區室內供暖溫度可達到20攝氏度以上,且能一直保持恒溫。

在技術保障方面,國網吉林電力通過技術創新,先后完成了供熱在線監視系統、風電功率預測、設計及風電的節能調度計劃、智能風電控制等技術支持系統建設。同時,國網吉林電力可對供熱機組進行實時監測,準確預測風電輸出功率,“排兵布陣”,調整火電機組開機計劃,為風電機組滿發創造空間。

國家能源局在總結洮南風電清潔供暖試點的基礎上,又確定6個風電清潔供暖示范項目,每個項目與10萬千瓦風電場聯合運行,滿足20萬平方米居民住宅供熱需求。6個新項目之一的大安安廣鎮儲熱式電采暖站已建成并將于今年投入使用。

未來,國網吉林電力將加大電網建設和科研投入,加快打造堅強智能吉林電網,目前,該公司承擔的“電網友好型大型風電場關鍵技術研究與示范”項目已經通過驗收;新建通榆500千伏送出工程,新建向陽、長嶺500千伏輸變電工程建設,以及擴建松原500千伏變電站正有序推進。同時將繼續探索風電應用新途徑,讓風電為吉林省經濟社會的“綠色發展”提供不竭動力。




責任編輯: 李穎

標簽:吉林,風電消納,破解