00-关于中国风电并网状况的分析

关于中国风电并网状况的分析2020/6/24目录1风能资源调查与评估2风电设备制造业的情况3风电场与“电网”*4风电发展的动力和激励政策5结束语*这里的“电网”是电力系统中除风电场以外电源、电力网络和负荷的总称。1风能资源调查与评估1、风能资源调查与评估（引自国家气象局有关报告）国家气象局在前三次中国风能资源调查与评价的基础上，又承担了发改委和财政部委托的全国风能资源详查工作（400个测风塔）。目前由风电开发商和地方政府在风能资源比较丰富的区域建设的测风塔超过1800座。每座风电场的前期工作中，发电量估算很重要，一般要有数量足够的测风塔数据，尤其对于复杂地形。经营期间内场地周边一定范围内的地貌不应有明显的改变。商用风资源方面的软件对风电机组数量的限制。1、风能资源调查与评估2风电设备制造业2风电设备制造业风电机组总装厂分布图2008年新增中国内资与合资制造商的市场份额品牌(制造商)容量(kW)占当年内资与合资制造商比例占当年新增总装机比例华锐Sinovel140250029.80%22.45%金风Goldwind113175024.04%18.12%东汽DEC105300022.37%16.86%运达Windey2332504.96%3.73%上海电气Sewind1787503.80%2.86%明阳Mingyang1740003.70%2.79%航天-安迅能CASC-Acciona1500003.19%2.40%湘电XEMC1200002.55%1.92%新誉NewUnite735001.56%1.18%北重BEIZHONG600001.27%0.96%其他Others1301802.77%2.08%合计Total4706930100.00%75.35%（引自施鹏飞教授的报告）2008年新增外资制造商的市场份额品牌(制造商)容量(kW)占当年外资制造商比例占当年新增总装机比例Vestas59970038.95%9.60%Gamesa50830033.02%8.14%GE1455009.45%2.33%Nordex1440009.35%2.31%Suzlon1285008.35%2.06%远景ENVISION135000.88%0.22%合计Total1539500100.00%24.65%（引自施鹏飞教授的报告）3风电场与“电网”3风电场与“电网”电力系统组成部分风电场“电网”其它电厂负荷电力网络3风电场与“电网”装机容量快速增长世界风电装机中国风电装机19971998199920002001200220032004200520062007200802000400060008000100001200014000年份中国风电累计装机容量（MW）199719981999200020012002200320042005200620072008020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000年份世界风电累计装机容量（MW）3风电场与“电网”实测的风电功率曲线和负荷曲线350040004500500055006000-200204060801001202008-04-012008-04-042008-04-052008-04-062008-04-022008-04-032008-04-012008-04-042008-04-052008-04-062008-04-022008-04-03功率（MW）时间功率（MW）时间风电功率曲线负荷曲线实测曲线发电类型火电和水电风力发电输出功率可调度间歇性——不能按计划发电，调度困难发电机种类同步发电机，一般发电厂包含数台或十几台机组采用多种发电机技术；变速风电机组采用电力电子控制技术；大型风电场包含数百台机组；暂态响应特性有电压支撑能力，需保持同步运行，易发生暂态稳定问题不同类型的风电机组在故障时的暂态响应特性不同运行特性取决于发电机组和励磁系统的特性风电机群的特性和协调全部风电机群运行的风电场综合控制系统3风电场与“电网”电压控制（无功调节能力）参与系统一次调频参与系统二次调频（自动发电控制AGC）常规电源运行要求3风电场与“电网”风电场运行要求参与电压控制（一定的无功调节能力）功率变化率要求低电压穿越能力越来越多的大容量风电场（≥100MW）接入220kV甚至是更高电压等级的输电网中。百万千瓦风电基地千万千瓦风电基地风电并网带来的问题小规模风电接入电能质量电压问题大规模风电接入电能质量电压问题稳定性问题调峰调频问题大规模风电接入对电网运行提出的挑战3风电场与“电网”3风电场与“电网”电力系统调峰调频问题风电的输出功率是波动的分钟－－小时－－天－－月－－年；若风电场的日平均出力是100MW，可实际的功率变动范围是0～400MW。多个分散式的风电场分散的多个风电场总输出功率变化相对平缓2~40小时的风电功率可以进行预测用于安排发电计划及联络线交换功率预测有误差3360MW风电接入甘肃电网情况至白银永登安西至西宁酒泉金昌至哈密279372194玉门风电1260MW安西风电2100MW3风电场与“电网”低于总装机容量的5%的概率约25%，超过总装机容量的95%的概率接近4%。750kV网架50100150200250123456789101112WindPowerOutput(MW)40004500500055006000Load(MW)WindPowerOutputLoadMonth50010001500200025003000123456789101115000200002500030000350004000012WindPowerOutput(MW)Load(MW)WindPowerOutputLoadMonth2008年宁夏2010年西北地区3风电场与“电网”西北风电功率平衡问题夏季水电多风电少，调峰压力小；冬春季风电多水电少，调峰压力大。为了平衡风电，电网发电计划要进行调整。若把风电看成负的负荷，风电功率和负荷合成的等效负荷的峰谷差加大，对电网调峰调频能力的要求更高。3风电场与“电网”0100020003000400050000:004:008:0012:0016:0020:00100001500020000250003000035000WindPowerLoadEquivalentLoadWindPowerOutput(MW)Load(MW)0100020003000400050000:004:008:0012:0016:0020:00150002000025000300003500040000Load(MW)WindPowerLoadEquivalentLoadWindPowerOutput(MW)Date：2010.02.14Date：2010.11.16日等效负荷变化风电加入后也有可能使等效负荷的峰谷差变小。0100020003000400050000:004:008:0012:0016:0020:00100001500020000250003000035000Date：2010.08.10Date：2010.05.01WindPowerOutput(MW)Load(MW)WindPowerLoadEquivalentLoadWindPowerLoadEquivalentLoad050010001500200025000:004:008:0012:0016:0020:00100001500020000250003000035000WindPowerOutput(MW)Load(MW)3风电场与“电网”2010年西北地区风电注入增大了等效负荷峰谷差的概率为60%。风电注入降低了等效负荷峰谷差的概率为40%。总的来说，风电接入使电网的调峰调频的任务更重。3风电场与“电网”2007年部分风电场的发电量调查12个省47个风电场满发小时数平均值1787。12个省中平均最高2401，最低1325。2008年有些风电场受到“电网”方面的限制，减少了夜间或大风期间的发电量。3风电场与“电网”500kV220kV330kVThermalPlantHydroPlantNuclearPlantXinjiangTibetNortheast500kV/220kVNorth500kV/220kVNorthwest750kV/330kVCentral500kV/220kVEast500kV/220kVSouth500kV/220kV3风电场与“电网”2007年我国电力装机与发电量构成总装机容量风电核电煤电水电风电核电煤电水电总装机容量3风电场与“电网”风电总装容量为2374MW，接在10KV以下电压等级为2173MW，占总容量的92%。3风电场与“电网”丹麦风电场3风电场与“电网”丹麦和邻国风电交换德国风电场分布图3风电场与“电网”2006年3月德国电网结构图从电网密度观察，根据2002年用电量与国土面积比，德国为我国的12倍还多。3风电场与“电网”德国电力装机构成（燃油+燃气≈20%）美国电力装机构成（燃油+燃气≈20%）3风电场与“电网”功率特性测试噪声测试电能质量测试载荷测试低电压穿越测试风电并网符合性测试可再生能源发电实验风电场故障调查测试标准制订3风电场与“电网”测试项目3风电场与“电网”3风电场与“电网”4、促进风电发展的动力与有关政策《联合国气候变化框架公约》《中国应对气候变化国家方案》到2010年，力争使可再生能源开发利用总量（包括大水电）在一次能源供应结构中的比重提高到10%左右。2007年8月31日国家发改委颁布实施《中国可再生能源中长期发展规划》非水电可再生能源发电目标：到2010年和2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例分别达到1%和3%以上；权益发电装机超过500万千瓦的投资者，所拥有的非水电可再生能源发电权益装机应分别达到其权益发电装机的3%和8%以上。4、促进风电发展的动力与有关政策2006年1月1日中国《可再生能源法》正式实施同时出台:《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》（发改价格[2006]7号）可再生能源发电上网电价高于当地燃煤机组标杆上网电价的部分等费用，通过向全国电力用户统一征收电价附加的方式解决；各省级电网企业按其销售电量占全国的比例,分摊全国可再生能源电价附加额(0.002元/kWh).各省的风电电价差额全国分摊。4、促进风电发展的动力与有关政策《可再生能源发电有关管理规定》可再生能源发电配套电网设施建设规划，纳入国家和省级电网发展规划，电网公司要确保可再生能源发电全额上网；可再生能源并网发电接入系统，由电网企业建设和管理，发电企业经与电网企业协商，也可以投资建设。风电场输电线路过网费：=50km0.01元/kWh50～100km0.02元/kWh=100km0.03元/kWh4、促进风电发展的动力与有关政策财税规定，风电企业增值税减半征收。企业所得税法规定，对可再生能源企业所得税实行“三免三减半”政策。合资企业采购本地产的风电机组，退还所得税(VAT17%)。风电项目可以申请成为CDM项目2008年财政部发布的《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》对符合支持条件制造商的首５０台兆瓦级风电机组，按600元／kW予以补助(约占设备总价的10％)。另外，4、促进风电发展的动力与有关政策年份2005201020152020装机(MW)1,0004,000(5,000)(10,000)10,000(15,000)20,000(30,000)80,000100,000国家发改委提出的风电发展目标(2002年提出）4、促进风电发展的动力与有关政策5结束语风电三要素——风能资源、风电机组制造和“电网”条件都可能成为发展的瓶颈，具体阶段具体分析。针对中国发展风电的实际状况，风电场与“电网”的协调规划和建设是当前的一个关键问题。开展风电功率预测和风电的监控与调度也是提高“电网”接纳风电能力的有效措施。谢谢