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观察 | 分散式风电就近开发大有可为

来源:中国电力报 时间:2023-10-16 11:12

  风力发电作为一种清洁的可再生能源发电方式,越来越受到重视。国家发展改革委、国家能源局等部门联合发布的《“十四五”可再生能源发展规划》提出,推动风电分散式开发,实施“千乡万村驭风行动”。此后,国家能源局、生态环境部、农业农村部、国家乡村振兴局发布《关于组织开展农村能源革命试点县建设的通知》并制定了农村能源革命试点县建设方案,提出充分利用农村地区空间资源,积极发展风电分散式开发。国务院办公厅转发国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》提出,风电项目由核准制调整为备案制,积极推进乡村及工业企业分散式风电开发。

分散式风力发电SWOT分析

  优势(Strength):分散式风电发电供附近用户使用,输配电损耗很低甚至没有,无需建变电站,输配电成本降低,能源效率高;单体容量规模小,风机占地面积小,土建安装成本低,建设周期短;对环境资源要求低,其要求启动风速一般较低,无论是高原山地,还是海岛边远地区,农村和工业园区都可以安装使用,风机尺寸较小易于运输安装,解决大型风机在一些地区无法运输安装的问题,可应用范围广;可以实现离网发电运行,解决边远地区用电难题。

  劣势(Weakness):相关技术还存在瓶颈,低风速风机品类较少,垂直轴风机能量转化效率低、易失速、难以自启动;靠近居民用户,运行中叶轮转动带来的噪音问题凸显;相对于集中式风电场,分散式风电因为装机容量小,发电量少,电费收益不高;目前应用较少,缺乏规模效应,机组造价较高,单位容量所需要的维护人员多。

  机遇(Opportunity):风力发电作为新能源的开发和利用得到国家政策支持,政策方面的优势将是风力发电产业发展的基本推动力。除国家相应政策外,目前已有多个省市发布涉及大力发展分散式风电的支撑政策,特别是山西、广东明确提出创新发展模式,以县为单位建设分散式风电。上述政策出台后,给分散式风电产业发展带来前所未有的机遇。 

  威胁(Threat):由于风能的不可预测、分布随机性等因素,风电出力变化也在相当程度上不可预测和控制,而分散式风电除了以上缺点外,还存在以下问题:风电就近利用原有变压器及配电线路接入,带来潮流返送、变压器过载;分散式风电不易安装测风塔,带来风功率预测不准确;分散式风电机组从用户侧上网会降低电网负荷预测精度,从而影响电网的调度和运行方式,对电网的频率控制、电压调整、潮流分布、电能质量、故障水平和稳定性等都可能产生影响。分散式风电上网对电网的规划建设、运行控制提出了更高的要求。

S-O策略:发挥优势并利用机遇

  充分利用国家及地方对分散式风力发电的政策引导,将分散式风电与生态旅游、美丽乡村、特色小镇等民生改善工程深入结合。利用农户闲置土地和农房屋顶,建设分散式风电和分散式光伏发电。根据中国风能协会测算,全国69万个行政村,若其中有10万个村庄可以在闲置土地上安装2台5兆瓦风电机组,全国就可实现10亿千瓦的分散式风电装机规模。

  同时分散式风电不仅是电源,也是源网荷储分散式系统的重要支撑。分散式风电开发商可作为能源服务商,在零碳工业园、零碳开发区等模式中,开展工业绿色微电网和源网荷储一体化项目建设,拓展冷热能用户资源,推进多能互补高效利用。

  提升并网申报等服务业务支撑力度,如南方电网所属各省电网公司设置了省级新能源服务机构,建设了相应信息系统,分散式风电项目业主通过系统在线办理、查询办理进度,实现并网服务网上办、掌上办,利用信息化手段减少业主申报工作量,提升申报速度。

W-O策略:克服劣势利用机遇

  持续加大对分散式风电的技术研究,针对目前分散式风电技术的痛点难点问题,研发面向农村等开阔地带的大型化、高塔筒风机,通过风机大型化推动分散式风电系统单位容量造价降低;研发面向城市、园区等微风弱风环境的低风速风机,提升资源利用率。持续研究提升垂直轴等新型风机发电效率,研发低噪音环境友好型风机。

  探索分散式风电参与电网辅助服务,对分散式风电采用集群化管理,统一参加电网调峰调频、调压、惯量等辅助服务,获取额外收益。持续开展绿色电力证书全覆盖工作,根据《关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知》,对分散式风电项目所生产的全部电量核发绿证,据测算,每千瓦时可增加3~5分的绿电收益。

  分散式风电发出的电能除了上网和自发自用外,探索开展电解水制氢模式,生产的氢气可以作为工业氢销售,可以为氢能用户配套建设加氢站,也可以作为储能电站为电网调节峰谷,构建综合能源供给体系,提升综合收益。

S-T策略:使用优势且避免威胁

  加快新型能源系统建设,保障系统安全。新型能源体系是以绿色低碳为导向、确保能源安全为前提、科学构建多元化的能源安全供应体系,能够提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率,更好地发挥源网荷储一体化和多能互补在保障能源安全中的作用,能够为分散式风电安全高效运行提供基础保障。

  分散式风电接入电网要求配电网在安全、可靠和优质的基础上,实现清洁、高效和互动的目标,分散式风电上网改变了原有无源配电网的特性,要大力推动有源配电网建设改造力度,推动网架结构由传统单向无源网络向柔性互联、微电网、局部直流电网等供需互动的有源配电网转型。

  使用直流配电网可以有效简化分散式风电从发电到并网的整个过程,避免对电能进行多次的整流、逆变和升压降压,可以为直流用户直接供电,从而减少系统投资、降低损耗,减少生产环节也使得系统故障率下降;直流线路不存在频率稳定和无功功率等问题,对分散式风电上网要求较低,有助于提升分散式风电的发电量。

  随着一系列利好政策逐步落地实施,分散式风电的应用场景和成长空间将进一步打开。通过分析,利用机遇发挥优势、克服劣势,利用优势避免威胁,多途径推动分散式风电建设,为乡村振兴发展、“双碳”目标实现注入新动能。(作者/单位:文贤馗 南方电网贵州电网公司电力科学研究院)

  责任编辑:江蓬

  校对:许艳