風(fēng)電場與電網(wǎng)聯(lián)接以后,從2010年起又發(fā)生了棄風(fēng)限電的情況,棄風(fēng)電量即受供電負(fù)荷水平和電網(wǎng)調(diào)峰的影響,由于調(diào)度運(yùn)行管理等因素造成損失的風(fēng)電場上網(wǎng)電量。棄風(fēng)率是棄風(fēng)電量與應(yīng)上網(wǎng)電量之比,2011、2012和2013年全國的棄風(fēng)率平均值分別是14.5%、17.1%和10.7%(圖8)。風(fēng)電場開發(fā)商售電收入縮減,影響對新風(fēng)電項目的投資。

圖8 2003-2013 上網(wǎng)電量和棄風(fēng)電量 (單位:TWh,1 TWh=10億千瓦時)
中國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)在北部和西部,地廣人稀,工業(yè)也很少,電力負(fù)荷小,而這些地區(qū)集中開發(fā)風(fēng)電場,裝機(jī)容量大。另一方面燃煤電廠在冬季取暖期以熱定電,為保證供熱不能減少發(fā)電功率,這個季節(jié)風(fēng)力強(qiáng)勁,所發(fā)風(fēng)電不能全部在當(dāng)?shù)叵{,造成棄風(fēng)。
解決的方案主要有兩個,一是增加當(dāng)?shù)氐碾娏ω?fù)荷,已經(jīng)建立了一些風(fēng)電供熱的示范項目,將原來需要棄風(fēng)而損失的風(fēng)電利用起來,為帶有儲熱裝置的電力供暖系統(tǒng)供電;另一個是建設(shè)跨區(qū)輸電的通道,將風(fēng)電輸送到中國東部電力負(fù)荷中心,2014年1月從新疆的風(fēng)電基地哈密南到河南鄭州的±800千伏(kV)特高壓直流輸電線路投入運(yùn)行,輸送能力800萬千瓦(8GW),輸電距離2200千米(km)。跨區(qū)輸電通道項目的規(guī)劃、核準(zhǔn)和建設(shè)也將提速。
為了減少棄風(fēng)限電,分散式開發(fā)風(fēng)電受到鼓勵,即在電力負(fù)荷較大的地方建設(shè)風(fēng)電場,接入電壓等級不大于110千伏(kV)的電網(wǎng),不改變現(xiàn)有輸電容量,在當(dāng)?shù)叵{風(fēng)電電量。與中國北部和西部集中開發(fā)風(fēng)電的地區(qū)相比,雖然這些地方的風(fēng)能資源較差,但是風(fēng)電標(biāo)桿電價是最高的,而且制造商能夠提供低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)品,沒有棄風(fēng)限電情況,使風(fēng)電場項目可以盈利,吸引開發(fā)商投資。
中國海上風(fēng)電2013年底累計裝機(jī)容量達(dá)到42.9萬千瓦(429MW),進(jìn)展緩慢,因為全國的海洋功能區(qū)劃重新調(diào)整,原來各省的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃中的海域用途發(fā)生改變,已經(jīng)在2010年完成招標(biāo)的4個海上風(fēng)電特許權(quán)項目,合計容量100萬千瓦(1GW),推遲到2013年才核準(zhǔn),其他海上風(fēng)電項目陸續(xù)啟動,關(guān)于海上風(fēng)電的上網(wǎng)電價正在研究。2010年中國第一個海上風(fēng)電場在上海舉辦世博會期間投運(yùn),裝機(jī)規(guī)模10萬千瓦(100MW),世界上第一個潮間帶風(fēng)電場于2012年在江蘇如東建成,裝機(jī)容量18.2萬千瓦(182MW)。這兩個項目為海上風(fēng)電開發(fā)積累了初步經(jīng)驗,還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性的問題有待解決,需要建設(shè)一批示范海上風(fēng)電場進(jìn)行探索。
發(fā)展前景
中國風(fēng)能資源豐富,在解決了風(fēng)電設(shè)備制造能力和成本問題以后,風(fēng)電具備大規(guī)模發(fā)展的條件,改善電源結(jié)構(gòu),增加清潔能源發(fā)電量,減少污染物和溫室氣體排放,應(yīng)對氣候變化是發(fā)展風(fēng)電的主要動力。
中國的電源以燃煤火電為主,雖然發(fā)電量的比例從2003年的83%減少到2013年的78%(表1),但是總量很大,達(dá)到4.2 萬億千瓦時(4190TWh)。因此中國政府承諾到2020年非化石能源要占一次能源消費(fèi)的15%,國務(wù)院在2013年公布的能源發(fā)展“十二五(2011-2015)”規(guī)劃中規(guī)定2015年非化石能源消費(fèi)比重提高到11.4%,非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重達(dá)到30%,這些目標(biāo)是約束性指標(biāo),也是制定其他各種能源規(guī)劃的主要依據(jù)。
表1 2003-2008-2013 電源結(jié)構(gòu)-發(fā)電量 (單位:TWh, 1 TWh=10億千瓦時)