風電開發(fā)還需考慮發(fā)電及傳輸成本

時間:2014-05-26

來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

導語:中國電力科學研究院的研究表明,要解決好遠距離輸送到問題,還需要進一步的分析和優(yōu)化。根據(jù)研究結(jié)果,100%的資源利用率,需要100%的傳輸容量和風電裝機;而86.31%的資源利用率,用50%的相應發(fā)電裝機和傳輸能力即可實現(xiàn)。

風電開發(fā)在2013年又取得了長足的進步。不僅裝機容量大幅增長,更重要的是通過電網(wǎng)和開發(fā)商的共同努力,棄風損失比2012年大大減少。這對今后風電的大規(guī)模發(fā)展具有重要的示范作用。然而風電開發(fā)在西部地區(qū)過于集中,外送能力不足造成棄風限電的問題依然存在。如不能從政策層面采取措施,短期將仍是限制風電進一步大規(guī)模發(fā)展的突出問題。

從理論上講,有三種方式可以用于解決風電發(fā)展過于集中的問題。第一是本地消納。但由于受當?shù)氐呢摵伤降南拗?,這種方式短期內(nèi)無法發(fā)揮作用。第二是通過長距離輸送直流或交流電,將電力送到東南沿海負荷中心。第三是直接在距東南沿海負荷中心較近的有風資源地區(qū)建設風電場。后兩個問題都在下面進一步討論。

為了更加高效地開發(fā)和傳輸風電,需要將發(fā)電和傳輸成本同時加以考慮。對于以傳輸風電為主的輸電線路來說,如果傳輸能力按照風電的最大出力進行設計,無疑會造成浪費。因為風電有很強的間歇性。從發(fā)電和傳輸?shù)木C合成本最低角度選擇一個風電的出力水平應是一個合理的考慮。我們把設計裝機容量與資源允許的最大裝機容量(技術(shù)可開發(fā)量)之比叫作風資源利用率,我們將輸電線路中為風電預留的空間比重叫作容量比。

中國電力科學研究院對風資源利用率和容量比之間的關(guān)系進行了研究。研究結(jié)果表明,在風速分布的上端,資源利用率下降的程度比對應的容量比下降的程度要小。其中含義是,要使高風速區(qū)的資源得到充分利用,需要占用更多傳輸容量(高容量比),但得到的電量并不多,效率較低。反過來說,就是在風速較高的區(qū)間減少容量比,不會造成同等幅度的風資源損失。這一點對風電發(fā)展的總體規(guī)劃和布局來說具有重要的經(jīng)濟學意義。

千萬千瓦級風電基地的建設,消納和遠距離傳輸是個非常復雜的問題。中國電力科學研究院的研究表明,要解決好遠距離輸送到問題,還需要進一步的分析和優(yōu)化。根據(jù)研究結(jié)果,100%的資源利用率,需要100%的傳輸容量和風電裝機;而86.31%的資源利用率,用50%的相應發(fā)電裝機和傳輸能力即可實現(xiàn)。

傳輸能力依舊是西北地區(qū)風電進一步發(fā)展的主要制約因素。比如,據(jù)甘肅省風電發(fā)展規(guī)劃,預計到2015,風電裝機將達到12.71吉瓦,2020年,達到20吉瓦。其中大部分電量可能需要輸送到東部或中部負荷中心。所以類似的規(guī)劃需要同時考慮資源條件和電網(wǎng)建設規(guī)劃,并在此基礎上根據(jù)實際情況進行優(yōu)化。

如果從西北向東南沿海輸送風電,按最佳容量比設計70%,風力發(fā)電的傳輸成本為0.14元/千瓦時(100%的容量比的傳輸成本是0.20元/千瓦時)。到東部負荷中心總成本等于現(xiàn)有電價加上傳輸成本及能量損失的成本,也就是0.666元/千瓦時。

目前,風電開發(fā)過于集中在西北地區(qū)的主要原因在于其相對較高的電價。根據(jù)目前的電價政策和投資水平,大部分風電場能夠得到高于基準收益率8%的回報率。IV型地區(qū)電價最高,但風資源較差,回報水平較低。I類地區(qū)電價最低,但I類地區(qū)的風資源好,項目收益水平比其他地區(qū)的項目都高。這就造成了開發(fā)商集中在該地區(qū)的局面。不論投資成本如何,風資源好的地區(qū)的回報均高于風資源差的地區(qū)(類型I>II型>Ⅲ型>IV型)。而資源好的地區(qū)常常遠離負荷中心。所以要解決風電開發(fā)過于集中,并遠離負荷中心的問題就必須對現(xiàn)有的電價政策做出適當調(diào)整。

在I、II和III類區(qū)的項目,即使有棄風的問題,其收益率通常也比沒有棄風的IV類地區(qū)要高。如前面所討論的,棄風主要發(fā)生在西北地區(qū)。假設8000元/千瓦的投資成本,II類區(qū)有5%的棄風,Ⅲ類區(qū)有3%的棄風,II類和III類區(qū)項目的收益仍比IV類區(qū)高。假設投資成本相同,如果棄風率為10%,在滿負荷發(fā)電小時數(shù)為2600小時時,II類和III類區(qū)項目的收益比沒有棄風的IV型區(qū)項目低;在滿負荷發(fā)電小時數(shù)為2800小時時,項目收益高于沒有棄風的IV型區(qū)的項目。就是說只要棄風率不超過10%,I類II類地區(qū)項目的收益就比VI類區(qū)高。

IV型區(qū)通常是在東南部地區(qū),電價水平為0.61元/千瓦時,比從西北地區(qū)輸送到東南部地區(qū)的成本要低。如果將計算得到的環(huán)境效益(0.007元/千瓦時)考慮在內(nèi),在東南部地區(qū)的電價水平應該為0.673元/千瓦時(即使不考慮土地資源的稀缺性)。如果將東南部地區(qū)的風電電價提高到這一水平,就可以引導更多的風電開發(fā)向負荷中心轉(zhuǎn)移,減少西部向東部的輸電壓力。

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