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分散式风电并网关键技术研究

随着经济增速放缓,社会用电量削减,风电消纳题目日益凸起,目前我国的集中风电发展受到很大限定。
相较于集中式风电,分散式风电有诸多好处。在化石能源和水资源较为贫瘠的地区,可行使分散式风电补偿负荷忽然增加,免去扩容输配电设备所产生的费用;在负荷集中的周边地区构筑分散式风电场,可减小用电压力,推迟电网的扩建,增长政策制订的弹性并缓解资金压力。
分散式风电布局天真,可以布置在必要进步电能质量的网络末端,同时达到进步电能质量的目的。另外,分散式风电还可参与调峰调频等辅助服务,拓展风电的行使场景。
国内的分散式风电发展仍处于起步阶段,借鉴全球发展经验、集中攻关并网关键技术和积极推广实践,是目前阶段的重要义务。
1国内外分散式风电的发显现状分析
1.1国内外分散式风电的定义
我国的分散式风电接入项目是指距离负荷较近[1],不经过长距离输送,所发电力直接接入周边电网就地消纳的风电项目
分散式风电与分布式风电的发展模式略有不同。前者的发展模式为统一监控、当地消纳,重要目的在于解决区域负荷增加;后者发电的风电装机容量小、电压等级低、所发电量自觉自用,剩余电量才接入电网,重要目的在于解决用户自己的负荷要求。
国际上没有明确定义分散式风电。虽然强调风电的分散接入,但是没有对风电的容量进行限制[2]。总的来说,提倡在电压水平相对不高的电网节点接入,以进步行使效益。在决定适合接入的电压等级前,需综合考虑当地的已有负荷情况和中长期范围内将兴建的电源规划,此外,还要考虑当地的资源,探索风电场适宜的开发规模。
丹麦、德国等可再生能源比例较高的国家,存在直接接入低电压等级电网的风电[3],这些风电规模不大,且不经过远距离传送,与国内对分散式风电的定义十分相近。而西班牙、美国等风能开发体例,则接近我国此前的集中开发体例。由于存在风电资源分布与大型负荷不匹配的题目,所以采用集复兴建大型风电场,再行使输电网络同一外送到电量需求大的地方。
1.2国内分散式风电的发展
我国的分散式发电发展时日尚短。国家能源局在2012年3月宣布的第二批风电项目核准计划中,“分散式”三字才被明确提及,预计装机容量为837MW。分散式风电的发展也存在地域性的差别,西北地区发展得最为敏捷[3],风电装机容量占到总体的53.8%,发电量占到48.3%,华东地区次之,分别是34.4%和39.6%。较早启动的华能定边狼尔沟分散式示范风电场于2012年正式运行,新疆哈密雅满苏风电场也于2013年投入运行。但总体而言,真正投入运营的分散式风电场仍为少数。
我国分散式风电的发展速度并不快,重要缘故原由有:(1)分散式风电重要行使低风速资源[4]。高风速和低风速资源必要的风电机组不完全同等,为了建立分散式风电场,必要更新已有的风电设备。一方面必要投资方投入额外资金,另一方面也必要市场容量充足大才能驱动上下流产业做出技术革新;(2)分散式风电发展时间短,诸多产业规范、技术标准还未完美,且分散式风电设备与分布式光伏相比,体积较大、安装麻烦,从而在征地、安装、环评方面的程序都较为复杂;(3)2014年后,我国的经济发展结构发生转变,社会电力需求增速放缓,某些地域甚至障碍,电网对可再生能源的消纳能力大幅削弱。且目前风电机组辅助设备应用水平较低,参与调峰调频能力弱,无法撼动传统能源发电场在电力体系中的地位。
随着国家政策的进一步推动,分散式风电即将开始新一轮快速增加。2016年国家颁布的“十三五”规划纲要明确指出,要加速我国分散式风电的发展。尤其是在经济较为发达、负荷水平较高的中东部和南方地区。这些地区的省份多为用电大省[5],而风力条件却不如西部和北部省份。
因此,高效天真的分散式风电更有助于知足负荷需求和电源质量要求。
1.3国外分散式风电的发展
美国和一些欧洲国家为了推进分散式风电的建设,出台了一系列政策[6-10],包括可再生能源配额制、财政补贴和税收优惠政策、双向任务机制等,得到了不错的效果。
美国的风电装机容量位列全球第二,风电在美国的两个州达到了占比25%的电力供给,九个州达到12%以上。虽然风电发展依然受制于生产税额抵免政策,但迩来美国商业公司大举投资可再生能源,或将加速风电进入平价上网的趋势。
德国陆地风电场装机规模较小,大部分直接接入6~36kV或110kV的配电网,以就地消纳为主。但随着装机容量的赓续扩大,德国也将考虑将风电并入输电网。
丹麦电网与挪威、瑞典、德国电网相连,组成北欧电网[3]。丹麦的配电网为100kV以下电网。丹麦风电较早开始大规模发展,受时代限定,风电机组的规模不大,因此丹麦风电机组重要接入电压等级为20kV及以下的配电网。另外还有小部分接入30~60kV的电网。目前,前者占到丹麦总风电装机容量的86.7%,后者则为3.1%[6]。


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