本文結(jié)合目前電力市場狀況，從電網(wǎng)企業(yè)、售電主體及風電企業(yè)需求側(cè)的角度探討了風電消納問題的解決之道。
1.引言
隨著氣候變暖造成的影響波及全球，世界各國對于可再生能源的發(fā)展均顯示出了高度的重視，紛紛認識到了普及可再生能源是全球?qū)嵭械吞寄茉崔D(zhuǎn)型的關(guān)鍵，通過非化石能源替代化石能源，形成以可再生能源為絕對主體的電力系統(tǒng)，可再生能源正逐漸從輔助能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗茉础?/p>
風力發(fā)電作為公認的清潔能源對于實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)潛力巨大，在節(jié)能減排的大背景下，我國的風電裝機容量迅猛增長，中國已經(jīng)是世界上最大的風電機組安裝國，占全球風電裝機容量的約三分之一，截止2015年底，中國風電累積裝機已達到1.45億千瓦，同比增長21.6%，預計2020年風電裝機將超過2億千瓦。
與風電裝機的快速增長的局面背道而馳的，卻是風電消納難問題越發(fā)突出，國內(nèi)棄風限電現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，2011-2015年累計棄風電量達959億千瓦時，電費損失五百多億元，一定程度上地影響了風電投資企業(yè)的投資熱情。
隨著新一輪電力體制改革的深入，放開“發(fā)、售”兩端成為本次電改的主要突破點，發(fā)與售，中間由輸配環(huán)節(jié)連接，三者互為需求，風電企業(yè)在此輪電改中應(yīng)抓住機遇，充分研究“發(fā)、售”放開的前景，從中找出解決風電消納問題的思路，本文嘗試從需求側(cè)響應(yīng)角度探討風電消納問題的解決方法。
2.風電消納環(huán)節(jié)中需求分析-電網(wǎng)企業(yè)
歷史上，電網(wǎng)企業(yè)作為輸配環(huán)節(jié)的唯一參與者，取得了輸配電的絕對控制權(quán)。本次電改中，電網(wǎng)企業(yè)仍然會是未來電力輸配環(huán)節(jié)的主要承擔者，因此，掌握風電消納主動權(quán)的主體仍然是電網(wǎng)企業(yè)。所以對于風力發(fā)電企業(yè)來講，解決風電消納的首要突破口應(yīng)當找準電網(wǎng)企業(yè)的需求。
2.1電網(wǎng)企業(yè)的需求分析-鴨子曲線
隨著越來越多的風電接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定問題日益突出。中國風電裝機和并網(wǎng)正在經(jīng)歷一個爆發(fā)式增長，在此種局面下，未來極有可能會出現(xiàn)現(xiàn)在正在美國加州的電網(wǎng)發(fā)生的可再生能源消納難題。因分散型光伏發(fā)電系統(tǒng)的大量導入，出現(xiàn)了白天發(fā)電量超過用電量，但在傍晚太陽能發(fā)電停止時，電力需求卻急劇上升的現(xiàn)象。不久的將來填補這種巨大的供需缺口會變得困難。
圖1-目前加州24小時電力凈負荷曲線
這種現(xiàn)象被稱為“鴨型曲線”。根據(jù)預測，2013年至2020年間，加利福尼亞州的分時“實際電力需求”與“供給量”的曲線圖變化就呈現(xiàn)出這種現(xiàn)象(圖1)。這里的“供給量”是指電力公司的大規(guī)模集中型發(fā)電站供給的電力量；“實際電力需求”是指，整體用電量減去與消費者側(cè)的配電網(wǎng)并網(wǎng)的分散型光伏及風力等發(fā)電量之后的電力需求。
相比較光伏這種明顯周期性變化特性，風電的供電特征會隨著隨風資源的變化而出現(xiàn)更加不穩(wěn)定的變化，因此，風電的接入對于電網(wǎng)的整體需求來講仍是一個不小的挑戰(zhàn)。
2.2電網(wǎng)企業(yè)的需求響應(yīng)-儲能電站
風力資源具有間歇性和隨機性，甚至經(jīng)常與人們的用電習慣背道而馳。例如內(nèi)蒙古地區(qū)夜間風大，但一般夜間電網(wǎng)負荷很小，如果風機滿額發(fā)電，電量根本無法得到消納。正因如此，風電大規(guī)模并網(wǎng)后，需要增加快速調(diào)峰電源保障電網(wǎng)安全。
能源互聯(lián)網(wǎng)是新型電力技術(shù)、信息技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)和儲能技術(shù)的有機結(jié)合。儲能系統(tǒng)與風電機組、風電場的高度融合，優(yōu)化能量管理及監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)風電場發(fā)電可測、可控、可調(diào)度。提高電力系統(tǒng)對風電接納能力。
圖2-儲能電站與風電場的融合
對于風電企業(yè)來講，儲能技術(shù)的應(yīng)用對于響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)的需求是一種可以嘗試的方法。
遼寧省的風電企業(yè)在應(yīng)用儲能技術(shù)解決風電消納問題，響應(yīng)電網(wǎng)側(cè)需求方面，做出了一些嘗試。
2011-2015年遼寧省平均棄風電量達10.8億千瓦時，年均棄風損失6.58億元，其中2015年棄風率達14.6%。
在儲能技術(shù)當中，抽水蓄能電站因其選址的特殊要求，以及對于生態(tài)影響的問題制約了其大規(guī)模發(fā)展，而與鋰電池儲能相比，全釩液流電池具有可回收、殘值高、元素資源豐富得到了進一步的發(fā)展。
遼寧省電力公司對于擁有儲能站的風電場出力進行優(yōu)先調(diào)度，執(zhí)行“上調(diào)優(yōu)先，下調(diào)滯后”的調(diào)度策略。遼寧省現(xiàn)有三家風電場采取了釩電池儲能電站，目前儲能站運行方式主要為在電網(wǎng)發(fā)生棄風限電時，省調(diào)下令風電場儲能系統(tǒng)進行充電操作，在電網(wǎng)解除限電后，下令至風電場儲能系統(tǒng)進行放電操作，三家電場2015年平均利用小時數(shù)高達2239小時，而2015年遼寧省風電平均利用小時數(shù)僅為1780小時，儲能技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了風電場的棄風限電問題。
未來，若能在技術(shù)上有所突破，快速降低儲能電站的造價成本，儲能技術(shù)對于風電消納問題的解決將更具優(yōu)勢。
3.風電消納環(huán)節(jié)中需求分析-售電主體（火電企業(yè)）
新的電改形勢下，摒棄了過去電網(wǎng)公司作為單一售電主體的模式，使得發(fā)電企業(yè)也可以成立相售電公司，繞過電網(wǎng)企業(yè)與用電客戶直接進行售電交易，這不僅是形式上的革新，也是發(fā)電企業(yè)未來作為售電主體的里程碑。
由發(fā)電主體轉(zhuǎn)變?yōu)槭垭娭黧w對于風電消納問題的解決提供了全新的思路。但是限于發(fā)電規(guī)模問題，單個的風電企業(yè)難以擁有發(fā)電大戶如火電企業(yè)的發(fā)電體量，因此在與用電客戶進行交易談判時競價條件先天不足，難以取得有利的結(jié)果，而火電企業(yè)則因其強大的電量供應(yīng)能力在與用電客戶交易談判時有利條件明顯，容易達成交易。
3.1售電主體（火電企業(yè)）的需求分析-減排壓力之大
雖然火電企業(yè)的供電量巨大，在未來交易市場中與用電客戶談判優(yōu)勢明顯，但是也應(yīng)該看到限于國家整體節(jié)能減排政策的要求，低碳化趨勢愈發(fā)增強的壓力，火電廠的發(fā)電成本將會因為環(huán)境減排成本的疊加造成其邊際成本的增加，從而升高其發(fā)電成本電價，從而造成市場競價時的優(yōu)勢趨于下降。
同時，由于社會上對于火電廠造成霧霾等環(huán)境問題的共識越發(fā)提高，火電廠可以出售的電量也會越來越少，火電廠的生存環(huán)境將會越發(fā)艱難。
因此，因為環(huán)境減排壓力造成的實際成本上升，火電企業(yè)供電量下降將是不可回避的客觀事實，此消彼長，火電企業(yè)的困境對于風電消納問題來講反而是一種機遇。
3.2售電主體（火電企業(yè)）的需求響應(yīng)-發(fā)電權(quán)交易
發(fā)電權(quán)源于我國計劃經(jīng)濟體制下對于火電發(fā)電上網(wǎng)的一種優(yōu)先保障權(quán)，從以往的實踐來看，它主要是火電企業(yè)交易雙方在平等、自愿的原則下，在不影響電力供應(yīng)的前提下，采取雙邊交易等市場化方式完成電量指標的買賣，達到資源優(yōu)化配置和節(jié)能減排的目的。
在目前來講，風火替代交易的節(jié)能減排效果及經(jīng)濟效益十分顯著，且但對于風電企業(yè)來講，風火交易電價雖然無法達到風電上網(wǎng)電價水平，短期效益的實現(xiàn)也是維持運營和現(xiàn)金收入必要方式之一。而且由于國家對于計劃電量的逐漸放開，火電企業(yè)手握的發(fā)電權(quán)在未來的體制下已經(jīng)愈發(fā)脆弱，轉(zhuǎn)而將多余的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓給更為低碳環(huán)保的風電企業(yè)是理所應(yīng)當?shù)摹?/p>
現(xiàn)階段，風電企業(yè)積極相應(yīng)火電企業(yè)的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓需求乃是雙贏之舉。
4.風電消納環(huán)節(jié)中需求分析-風電企業(yè)
風電企業(yè)作為發(fā)電企業(yè)也是未來售電主體不可或缺的組成部分，越早發(fā)現(xiàn)企業(yè)在電力市場中的需求，積極響應(yīng)才能做到提前布局市場，提出消納之道。
4.1風電企業(yè)的需求分析-市場地位嚴重缺失
作為《可再生能源法》中明文保障的可再生能源之一的風電電量，“保量保價”、“全額上網(wǎng)”的美好愿景與風電消納的現(xiàn)實反差極大。作為可再生能源的發(fā)電企業(yè)，其市場地位與其承擔的社會責任遠不相稱。而造成如今風電消納困難的局面并不是幾道簡單的行政命令就能解決，因此，拋棄幻想，認清自己的市場地位，才是風電企業(yè)找到的需求的起點。
4.2風電企業(yè)的需求響應(yīng)-提升市場營銷能力
首先，相對于火電企業(yè)在歷史上曾經(jīng)參與過的大用戶直供的經(jīng)歷，風電企業(yè)并無任何售電經(jīng)驗，市場營銷體系建設(shè)滯后。因此，響應(yīng)電改政策號召，盡快組建售電公司，將資源整合，供電規(guī)模做大才能拿到電力交易的主動權(quán)。
其次，無論是風火置換、風電供暖還是其他有利于風電優(yōu)先上網(wǎng)的政策，爭取優(yōu)先調(diào)度是保量的前提。因此風電企業(yè)加大市場營銷力度，跟蹤政策走向，確保調(diào)度的優(yōu)先權(quán)是必行之舉，積極響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)和火電企業(yè)的需求,是風電企業(yè)的必經(jīng)之路。
保量是基礎(chǔ)，保價是核心，缺一不可，風電企業(yè)的現(xiàn)實的電力市場下只能通過一步一步地爭取才有可能做到量價齊升，提升發(fā)電效益。
5.總結(jié)
在未來相當長時期里，預期我國風電建設(shè)仍將處于快車道，風電裝機容量占全國發(fā)電裝機容量的比重將快速上升，由此帶來的電力供需不平衡問題有可能越來越突出。
風電的消納問題是目前我國可再生能源發(fā)展中不可回避的問題，通過對電網(wǎng)企業(yè)、售電主體、風電企業(yè)的需求側(cè)分析，找到了一些解決風電消納的突破口，為風電企業(yè)做好需求側(cè)響應(yīng)提供了思路。
參考文獻
[1]包宇慶.需求響應(yīng)參與大規(guī)模風電接入下的電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)研究.[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2015/4.
[2]周伏秋．我國電力需求側(cè)管理工作面臨的形勢及建議[J]．電力需求側(cè)管理.2015/3.
[3]劉宗浩.大規(guī)模電池儲能技術(shù)及其在新能源發(fā)電方面的應(yīng)用.[M].2016.
（作者簡介：史進（1983-），男，湖北，碩士，高級工程師，電力市場政策研究，碳市場研究，碳減排項目開發(fā)。）
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