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风光储输示范基地:探索破解新能源并网瓶颈

导读: 在河北省张北县的草原上,有着世界上最大的风光储输示范基地。这里通过风电、光伏发电和储能的互补,使最终输出的电力更加平滑,对电网冲击更小,探索解决当前在全球范围内制约新能源大规模开发利用的技术瓶颈。

  天是湛蓝湛蓝的,云彩如棉絮一般点缀其中。在碧绿的草原上,巨大的白色风车错落有致地排列,长长的叶片随风旋转。再前行一段,一排排几乎望不到边的太阳能板依次排开,在耀眼的太阳下反射着光芒,很是壮观。

  在河北省张北县的草原上,有着世界上最大的风光储输示范基地。这里通过风电、光伏发电和储能的互补,使最终输出的电力更加平滑,对电网冲击更小,探索解决当前在全球范围内制约新能源大规模开发利用的技术瓶颈。

  变垃圾电为绿色电力

  在风光储输示范工程监控室里,大大的屏幕上显示了当时的发电情况:风电63.59MW(兆瓦),光伏发电18.84MW,储能-3.4MW。

  国网新能源张家口风光储输示范电站有限公司副总经理王银明解释说,当风力较大或阳光较强时,储能装置可以把多余的能量储存起来,这时候储能显示就是负数。反之储能装置就需要释放能量,以使整体电能输出更加平稳。

  我国是风电大国。从2005年开始,每年风电装机翻番增长,2011年新增装机容量1800万千瓦,累计装机容量达到6500万千瓦,均居全球第一位。同时,我国也是光伏设备制造大国。从2006年开始,我国太阳能电池产量增幅连续5年超过100%,产量居世界第一。

  但是,风电和光伏发电都有一个天然的缺陷,就是时有时无,是间歇性的;时大时小,是波动性的;很难预测,是随机性的。由此产生了几个问题:其一,风电和光伏发电作为单一的发电系统提供电能输出时,需要建设大量的备用容量和调峰电源,以防其不出力时随时备用。一般来说,所需的配比是1:0.9,也就是1兆瓦的风电或光伏发电,需要配备0.9兆瓦的火力发电,这些火电起备用作用,经济性不高。其二,风电和光伏发电出力多变和瞬间冲击,对电网的暂态稳定性和频率稳定性造成影响,不安全。其三,风电、光伏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。

  而且,我国风能和太阳能资源富集区域多集中于西北、东北等地,本地电力负荷有限,而我国70%以上的能源需求集中在东中部地区,这些电力必须上网,通过远距离高压输送到东部负荷中心。

  正因如此,随着我国风电的快速增长,局部地区的弃风限电问题日趋严重。2011年度,全国风电弃风限电总量超过100亿千瓦时,平均利用小时数大幅减少,个别省(区)的利用小时数已经下降到1600小时左右,并网和消纳问题已经成为制约我国风电和光伏发电持续健康发展的重要因素。

  “风电和光伏发电直接接入对电网平稳运行不利。但通过风电、光伏发电和储能互补,输出功率波动可以明显改善。”王银明说。

  天气时阴时晴。王银明说,在这种情况下,储能装置可以起到很好的调节作用。不然的话,天阴时电网调度要立即命令备用火电启用,2分钟后天晴了,火电又要停止出力,很不经济。

  他介绍说,经过风光储几种能源模式互补之后,最终输出的电能可以基本达到常规电源的性能指标,目前已经累计发电1.4亿度。

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