新能源并网探索新途径

    随着我国风电、光伏发电等新能源的快速发展，并网难问题也逐渐显现。但由于电能的“储存难题”在世界范围内一直没能有效解决，新能源并网的问题也一直处于探索状态。
　　冬日的张北地区阳光虽好，但风力强劲，白天七八级的北风刮得人很难以忍受，晚上风更大、天更冷。好在这个冬天没有下雪，这也让国家风光储输示范工程、张家口张北风光储输二期扩建工程年内建设目标提前完成，全部6万千瓦光伏电站以及部分风电设备实现并网发电、液流储能电站正式投入运行。
　　作为目前世界上最大的集风力发电、光伏发电、化学储能装置及智能输出四位一体的新能源综合性示范项目，其将在风能、太阳能等新能源平顺并网方面开展更大范围的研究。
　　由于新能源并网难亟待破解，近年来风电弃风问题已经引起了国家高度重视。
　　所谓弃风，是指风机处于正常情况下，由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等问题导致的部分风电场风机暂停使用的现象。
　　据统计，2012年全国限制风电出力的弃风电量约为200亿千瓦时，比2011年翻了一番，占2012年实际风电全部发电量的20%。其中，“三北”地区尤为严重，内蒙古东部、吉林、张北冬季供暖期限电比例甚至超过了50%。
　　国家电网公司新闻发言人张正陵认为，风电很不稳定，有风能发电，没风就发不了，因此是靠天吃饭。一个地方风电发展多了，电网就难以承受。比如张家口地区，风电装机已经超过了当地总装机量的50%，当地电网根本没有办法全部消纳。又因为电力无法储存，负荷需要实时平衡，即发即用。所以风电多了就必须让火电等其他电场少发，风电少了要让其他电场多发。因此，在张家口这样的风电装机比重大的地方，调峰很难实现。
　　而在北方这些风资源富足区，风资源还和用电负荷成反向，风大的时候往往是夜间，而夜间用电负荷却最低。因此调峰就更加困难。这都为风电上网带来了不小的困难。
　　国网新源张家口风光储示范电站有限公司综合处主任梁立新说，张家口张北风光储输示范工程则可以很有效地解决调峰难题。
　　风光储输示范工程着力探索一种世界首创的风光储输联合发电运行模式，通过风电、光伏发电、储电的七种组合发电方式，与平滑出力、跟踪计划、系统调频、削峰填谷四种功能的结合，实现多组态、多功能、可调节、可调度的联合发电运行方式。
　　张家口张北地区白天光照强、晚上风力大，通过示范工程的这种组合，白天多依靠光伏发电、晚上主要依靠风电，再加上一定的电池储能的调节，整个电能处理曲线的波动就被有效控制，出力变得非常平滑，有效解决了调峰难题。
　　该工程的一大亮点是可以通过电池的储能来调节风电和光伏发电的不稳定性。据梁立新介绍，风机和光伏出力波动频繁，曲线波动厉害。但投入了部分储能装置后，出力就能变平滑，有利于电能稳定接入电网。“通过控制系统，我们可以实时监测风电场和光伏电站的运行情况。风小了，发出的电不足，太阳能就会顶上来，如果还不够，就可以投入适量的储能装置。在风、光条件比较好的情况下，多发的电则会被储能装置吸收。”梁立新说。
　　新能源大规模并网面临电力系统调峰、电力系统安全、电能质量三个技术问题：调峰问题是指由于风力不稳，要实现电力平稳输出，需要建设大量的备用容量和调峰电源；电力系统安全是指风电、光伏出力多变和瞬间冲击，影响电网的暂态稳定性及频率稳定性；电能质量则是指新能源大规模并网引起电压水平降低，风机中的电子设备带来谐波污染，影响电能质量。
　　据了解，经过两年多的运行，该工程已经基本解决了风电、光伏发电的顺利并网难题。不仅如此，还为新能源并网提供了大量的基础数据。目前，项目工作人员先后参与撰写了3项国标、6项企标编订工作，国家科技支撑计划七大科研课题研究已申请专利数量56个。中国电机工程协会也给与了该项目高度评价。
　　据专家介绍，目前电能储存在国际上都属难题，还没有一个国家解决掉这个问题。而张北风光储输示范工程在国际上还是首例。
　　“不过，储能电池具有成本高、储能少的缺点，如若这一问题能够妥善解决，那么通过电池储能的方式将大大解决新能源调峰的难题。”梁立新告诉记者。