在化石能源短缺、环境污染等诸多挑战面前,发展可再生能源促进节能减排成为不少国家的选择。根据规划,到2020年,我国非化石能源占一次能源消费比重将达到15%左右。
但是,发展新能源的困惑也不少。由于风电和光电作为新能源存在间歇性和随机性,出力不稳定、电网潮流波动大,将导致整个电力系统电压、频率波动大,严重时会引起电网频率和电压稳定问题。而要维持电网的安全运行和保障用户的稳定电力供应,就需要常规能源的配合来进行调峰。从整个电源组成结构来看,火电与水电共同作为主力电源,承担电网基荷,新能源提供清洁高效的有效补充。
几年前,甘肃酒泉地区就曾经发生过大规模的风电脱网事故,事故未对用户供电造成影响。为了保证电源、电网安全运行,国网甘肃省电力公司完成酒泉风电基地一期及二期第一批300万千瓦风电输电规划及消纳方案研究,确定的分层接入原则避免了风电大规模脱网事故对用电负荷的影响,保证了电网的安全运行。
可以说,在甘肃仅靠本省电力市场,新能源无法完全消纳。据甘肃省电力公司调度控制中心统计校核数据,2014年甘肃由于电网原因发生弃风电量13.72亿千瓦时。由于消纳能力不足发生弃风电量6.42亿千瓦时,占到了47%。
事实上,大规模新能源消纳一直都是世界性难题,与国外相比,我国的新能源消纳问题更为突出。表现在风资源集中、规模大,远离负荷中心,难以就地消纳。另一方面,我国电源结构以火电为主,占比达到67%,特别是三北地区,占比达到70%;全国抽水蓄能、燃气等灵活调节电源比重仅为6%,三北地区不足4%。其中,东北、西北地区抽水蓄能等灵活调节电源比重只有1.5%、0.8%。
影响系统调峰的一个重要因素是供热机组比重。由于供热机组生产电能的同时又要满足热负荷需求,不能深度调峰,调峰能力下降较大,一般仅为20%左右。目前,三北地区火电机组中,供热机组占有很大比重,7个省区超过40%,电网调峰更加困难,成为新能源消纳难的重要叠加因素。