我國風(fēng)電快速發(fā)展，已成為世界第一風(fēng)電大國。前不久，國網(wǎng)能源研究院發(fā)布的能源與電力分析年度報(bào)告預(yù)計(jì)，到2020年，我國風(fēng)電成本和價(jià)格將進(jìn)一步降低到具有競爭力的水平。我國風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展，對電網(wǎng)企業(yè)提出了更高要求。

    近年來，我國風(fēng)電快速發(fā)展，已成為世界第一風(fēng)電大國。截至2013年，我國風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量超過7600萬千瓦。按國家能源局網(wǎng)站公布的口徑，今年前9個(gè)月，全國新增風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)858萬千瓦;截至9月，全國累計(jì)風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)8497萬千瓦，同比增長22%。1～9月，全國風(fēng)電上網(wǎng)電量達(dá)1060億千瓦時(shí)，同比增長7.6%。在風(fēng)電快速發(fā)展的同時(shí)，風(fēng)電棄風(fēng)問題較為嚴(yán)重。尤其“三北”地區(qū)棄風(fēng)率很高，風(fēng)電發(fā)電能力未能充分發(fā)揮，影響發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，致使部分風(fēng)電收益率低。

    需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)風(fēng)電發(fā)展

    2009年，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》，按風(fēng)能資源狀況和工程建設(shè)條件，將全國分為4類風(fēng)能資源區(qū)，發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)分別為每千瓦時(shí)0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。同時(shí)，國家發(fā)改委明確每隔一個(gè)時(shí)期重新評估電價(jià)并調(diào)整，讓風(fēng)電電價(jià)最終與常規(guī)能源接軌。

    隨著風(fēng)機(jī)設(shè)備價(jià)格、風(fēng)電場投資成本明顯下降，風(fēng)電電價(jià)下調(diào)時(shí)機(jī)似乎已經(jīng)成熟。今年9月，國家發(fā)改委召開“陸上風(fēng)電價(jià)格座談會(huì)”，通報(bào)風(fēng)電調(diào)價(jià)設(shè)想方案，將風(fēng)電4類資源區(qū)標(biāo)桿電價(jià)調(diào)整為每千瓦時(shí)0.47元、0.50元、0.54元、0.59元。并在此調(diào)整基礎(chǔ)上區(qū)別對待，將福建、云南、山西三省電價(jià)由每千瓦時(shí)0.59元調(diào)整為每千瓦時(shí)0.54元，將吉林、黑龍江電價(jià)統(tǒng)一調(diào)整為每千瓦時(shí)0.54元。此次電價(jià)調(diào)整設(shè)想方案適用于2015年6月30日后投產(chǎn)的風(fēng)電項(xiàng)目，此前核準(zhǔn)、并網(wǎng)項(xiàng)目標(biāo)桿電價(jià)不變。雖然此次調(diào)價(jià)方案處于征求意見階段，并非定稿，但是風(fēng)電企業(yè)與行業(yè)協(xié)會(huì)對此反應(yīng)較為激烈，提出了反對意見。主要理由是因棄風(fēng)問題，風(fēng)電開發(fā)商的財(cái)務(wù)狀況大不如前，此時(shí)調(diào)低上網(wǎng)電價(jià)，無異于雪上加霜，將嚴(yán)重挫傷風(fēng)電投資的積極性，影響國家風(fēng)電開發(fā)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

    可見，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電開發(fā)目標(biāo)、解決棄風(fēng)問題、調(diào)整風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)等是密切相關(guān)的，關(guān)系我國風(fēng)電健康可持續(xù)發(fā)展，必須從規(guī)劃、運(yùn)行、政策等層面進(jìn)行系統(tǒng)化考量、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

    四方面發(fā)力適應(yīng)大規(guī)模開發(fā)

    從風(fēng)電等可再生能源開發(fā)利用的總體層面講，可以概括為4個(gè)方面：一是促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模開發(fā)，實(shí)現(xiàn)國家水電、風(fēng)電、太陽能等可再生能源中長期開發(fā)規(guī)劃目標(biāo)，甚至更高;二是促進(jìn)可再生能源高效率利用，將棄水、棄風(fēng)、棄光控制在合理水平，提高可再生能源投資效益，盡可能加強(qiáng)對化石能源的替代;三是促進(jìn)可再生能源與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，優(yōu)化常規(guī)電源和電網(wǎng)發(fā)展，適應(yīng)可再生能源大規(guī)模高比例開發(fā)利用;四是出臺合理電價(jià)政策和補(bǔ)償機(jī)制，激發(fā)電源和電網(wǎng)促進(jìn)可再生能源消納的積極性。

    如何適應(yīng)大規(guī)模高比例可再生能源開發(fā)?我國在系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行模擬、政策調(diào)整等層面，與國外先進(jìn)水平尚有一定差距，需要加強(qiáng)理論、模型、方法、數(shù)據(jù)等方面的創(chuàng)新發(fā)展。

    從系統(tǒng)規(guī)劃層面看，需要確定適應(yīng)風(fēng)電等可再生能源開發(fā)的電力規(guī)劃方案，并確定可再生能源的開發(fā)布局及輸送格局。一是對可再生能源發(fā)電出力的概率分布進(jìn)行建模與參數(shù)辨識，建立不同時(shí)段、不同范圍、不同類型的可再生能源發(fā)電概率模型，提取適用于規(guī)劃模型的關(guān)鍵指標(biāo)，合理描述可再生能源發(fā)電的容量效益和電量效益。二是研究可再生能源大規(guī)模發(fā)展對系統(tǒng)最大負(fù)荷、最小負(fù)荷、峰谷差、爬坡速率等負(fù)荷特性的影響，研究可再生能源大規(guī)模高比例情況下需求側(cè)管理的方法和潛力。三是考慮風(fēng)電的夜間反調(diào)峰特性明顯，需要在夜間降低常規(guī)電源出力，光伏在午間達(dá)到高峰，需要降低午間常規(guī)電源的出力等特點(diǎn)，建立適應(yīng)可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的調(diào)峰電源(氣電、抽蓄、新型儲(chǔ)能等)規(guī)劃模型。四是建立適應(yīng)可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的跨區(qū)電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃模型。研究受端電網(wǎng)的接納能力，實(shí)現(xiàn)送端可再生能源開發(fā)、受端消納能力、受端可再生能源開發(fā)等多者間的匹配。研究受端電網(wǎng)互聯(lián)對促進(jìn)可再生能源接納的作用，優(yōu)化受端電網(wǎng)間的擴(kuò)展規(guī)劃。

    從運(yùn)行模擬層面看，需要建立適應(yīng)大規(guī)模高比例可再生能源發(fā)展的可再生能源發(fā)電出力特性模擬、系統(tǒng)備用、檢修計(jì)劃、跨區(qū)電力交換、輔助服務(wù)等模型。一是研究更小時(shí)間尺度(如分鐘級)下的可再生能源出力特性，對預(yù)測出力和實(shí)際出力的誤差進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，研究合理確定備用率的模型和方法。二是促進(jìn)可再生能源消納的常規(guī)電源檢修計(jì)劃研究。常規(guī)電源檢修不僅要考慮系統(tǒng)可靠性，而且應(yīng)充分考慮可再生能源對系統(tǒng)靈活性的要求，例如在冬季大風(fēng)季節(jié)安排更多靈活性電源。三是促進(jìn)可再生能源消納的聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化運(yùn)行。基于可再生能源發(fā)電出力的特點(diǎn)，充分利用不同區(qū)域的電源調(diào)節(jié)能力，并考慮交直流差異，研究聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化運(yùn)行模式。四是促進(jìn)可再生能源消納的常規(guī)電源優(yōu)化運(yùn)行研究。在可再生能源大規(guī)模發(fā)展的情況下，水電、火電、抽蓄等常規(guī)電源的運(yùn)行模式將出現(xiàn)較大變化，在調(diào)峰、負(fù)荷跟蹤等層面需要改變常規(guī)電源的運(yùn)行模式，對常規(guī)電源的輔助服務(wù)提出了更多要求。

    從政策調(diào)整層面來看，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃和生產(chǎn)模擬等定量計(jì)算所揭示的內(nèi)在規(guī)律，補(bǔ)充修改完善可再生能源政策、常規(guī)電源與電網(wǎng)輔助服務(wù)政策及定價(jià)機(jī)制等促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)和高效消納的政策。不但要考慮可再生能源本身成本的合理回收，而且要彌補(bǔ)由于可再生能源并網(wǎng)和消納造成的電力系統(tǒng)增加的其他成本。一是建立可再生能源電價(jià)隨造價(jià)、投資的調(diào)整機(jī)制，合理反映區(qū)域間資源差異、不同開發(fā)模式的并網(wǎng)成本差異等。二是對常規(guī)電源，建立火電上網(wǎng)電價(jià)與煤炭價(jià)格、利用小時(shí)數(shù)等的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，彌補(bǔ)火電為可再生能源頻繁深度調(diào)節(jié)出力、減少發(fā)電量后所產(chǎn)生的成本增加和壽命損失;健全抽水蓄能等調(diào)峰電源上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制;建立水電、火電為可再生能源提供輔助服務(wù)所增加成本的補(bǔ)償機(jī)制。三是完善銷售電價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)銷售電價(jià)總水平與上網(wǎng)電價(jià)、輸配電價(jià)聯(lián)動(dòng)，充分反映一次能源價(jià)格、電力建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)成本、環(huán)境保護(hù)成本的變化;完善可再生能源接入電網(wǎng)投資的補(bǔ)貼機(jī)制，考慮接網(wǎng)成本具體情況及主網(wǎng)改造成本;完善跨省跨區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制，促進(jìn)可再生能源的遠(yuǎn)距離輸送和跨區(qū)域消納。

    從數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化層面看，隨著可再生能源發(fā)電并網(wǎng)比重不斷提高，國內(nèi)外正在積極開發(fā)、改造相關(guān)模型工具，使其能夠滿足風(fēng)電等可再生能源大規(guī)模高比例并網(wǎng)研究的電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行模擬及政策調(diào)整需要，需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。我國可再生能源發(fā)展研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較為薄弱，亟須建立標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一認(rèn)識，共同推動(dòng)，建立適應(yīng)可再生能源發(fā)展形勢的完備數(shù)據(jù)庫。在研究中，亟須建立適應(yīng)各類模型工具所需的可再生能源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將模型工具開發(fā)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化有機(jī)結(jié)合。一是在風(fēng)光測量和功率預(yù)測方面，考慮風(fēng)光等新能源運(yùn)行模擬分析中的更小時(shí)間尺度(如分鐘級)要求，同步縮小風(fēng)光等新能源測量和功率預(yù)測的時(shí)間尺度;考慮風(fēng)電和太陽能出力的隨機(jī)性，需要加強(qiáng)測風(fēng)、測光數(shù)據(jù)和出力曲線的概率描述。二是根據(jù)新的電源結(jié)構(gòu)和運(yùn)行需求，加強(qiáng)對傳統(tǒng)電源在新運(yùn)行模式下的調(diào)節(jié)代價(jià)和參數(shù)描述，如燃料特性和價(jià)格、環(huán)境污染物排放與機(jī)組運(yùn)行效率系數(shù)等，水電流域來水和出力特性的描述，增加儲(chǔ)能等新型電源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)描述。三是加強(qiáng)電網(wǎng)區(qū)域劃分與互聯(lián)、各區(qū)域負(fù)荷特性、電網(wǎng)互聯(lián)的投資和運(yùn)行維護(hù)成本、運(yùn)行技術(shù)約束等參數(shù)描述。四是需求側(cè)管理模型工具創(chuàng)新和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。

    加快打造特高壓跨區(qū)輸電平臺

    國家電網(wǎng)公司非常重視決策支持領(lǐng)域的研究，歡迎、支持、服務(wù)可再生能源發(fā)展，在可再生能源發(fā)展規(guī)劃、運(yùn)行模擬和政策調(diào)整等方面，已經(jīng)取得了一批創(chuàng)新性研究成果，并應(yīng)用于國家電網(wǎng)規(guī)劃的專題實(shí)證研究，揭示了促進(jìn)風(fēng)電等可再生能源健康發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，實(shí)現(xiàn)可再生能源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃無縫耦合。

    對風(fēng)電棄風(fēng)問題的分析，必須立足系統(tǒng)全局的思路。消納風(fēng)電，需要采取多項(xiàng)綜合措施，關(guān)鍵是要加快推動(dòng)和加強(qiáng)大區(qū)之間的電網(wǎng)聯(lián)系和各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、電網(wǎng)與電源協(xié)調(diào)發(fā)展，形成全國統(tǒng)一的大市場和與之相適應(yīng)的全國聯(lián)網(wǎng)能力。因?yàn)閺木植靠矗?ldquo;三北”風(fēng)電裝機(jī)占比已超20%，受市場規(guī)模小、調(diào)峰資源有限、跨區(qū)輸電能力不足等制約，當(dāng)?shù)貨]有足夠的風(fēng)電消納空間。從全國看：目前風(fēng)電裝機(jī)比重只有6%，比重并不算高，我國東中部電力市場大，調(diào)峰資源相對豐富，電源的互補(bǔ)性好，風(fēng)電消納能力強(qiáng)，但受跨區(qū)輸電能力不足制約，“三北”風(fēng)電并不能充分利用東中部電力市場消納。我國需要繼續(xù)按照“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的發(fā)展思路，加快特高壓跨區(qū)輸電通道和抽水蓄能等調(diào)峰電源建設(shè)，擴(kuò)大風(fēng)電等可再生能源發(fā)電消納市場，有效解決現(xiàn)有存量風(fēng)電的棄風(fēng)問題，并使新建增量風(fēng)電避免重蹈覆轍、不出現(xiàn)嚴(yán)重的棄風(fēng)現(xiàn)象，為實(shí)施風(fēng)電電價(jià)調(diào)整、控制我國可再生能源發(fā)電補(bǔ)貼的整體水平創(chuàng)造必要條件。

    【法律文本】

    編制可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)遵循因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、合理布局、有序發(fā)展的原則，對風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等可再生能源的開發(fā)利用作出統(tǒng)籌安排。規(guī)劃內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)、區(qū)域布局、重點(diǎn)項(xiàng)目、實(shí)施進(jìn)度、配套電網(wǎng)建設(shè)、服務(wù)體系和保障措施等。

    組織編制機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)征求有關(guān)單位、專家和公眾的意見，進(jìn)行科學(xué)論證。

    ——《中華人民共和國可再生能源法(修正案)》

    【大數(shù)據(jù)與風(fēng)電】

    大數(shù)據(jù)技術(shù)提高 風(fēng)電功率預(yù)測準(zhǔn)確度

    2009年美國國家大氣研究中心(NCAR)開展了風(fēng)電功率精確準(zhǔn)確項(xiàng)目，并于2013年取得技術(shù)突破。NCAR收集目標(biāo)風(fēng)電場中所有風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，輸入以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的天氣模型，并輸出5個(gè)風(fēng)電場出力預(yù)測結(jié)果，通過歷史數(shù)據(jù)對比，NCAR的計(jì)算模型可以確定對每臺風(fēng)機(jī)，哪些預(yù)測方法是最好的，并設(shè)定每種預(yù)測方法的權(quán)重，最終得到非常準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。項(xiàng)目以美國Xcel能源公司所轄地內(nèi)的風(fēng)電場為研究對象，每隔幾秒鐘，所有風(fēng)電場的每臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)速和發(fā)電出力數(shù)據(jù)都將被采集，并匯集到NCAR的超級計(jì)算機(jī)。超級計(jì)算機(jī)將采集的數(shù)據(jù)與氣象衛(wèi)星、各地氣象站及其他風(fēng)電場的數(shù)據(jù)對比，得到以15分鐘為單位，最長可達(dá)7天風(fēng)電出力預(yù)測數(shù)據(jù)。在準(zhǔn)確的預(yù)測下，電力調(diào)度中心可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)每個(gè)風(fēng)電場的出力，以滿足負(fù)荷的變化，減少了系統(tǒng)備用容量。在沒有準(zhǔn)確預(yù)測時(shí)，Xcel能源公司認(rèn)為風(fēng)電發(fā)電量最多占總發(fā)電量的10%，但準(zhǔn)確的預(yù)測技術(shù)提高了風(fēng)電場的可控性，Xcel能源公司認(rèn)為風(fēng)電消納電量可以提高到30%。

    (摘自《2014中國新能源發(fā)電分析報(bào)告》)