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學(xué)習(xí)丹麥風(fēng)電建設(shè)經(jīng)驗(yàn) 做好中國可再生能源事業(yè)
丹麥的風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)占到了全國入網(wǎng)電量的20%，最高峰時達(dá)到60%。
丹麥現(xiàn)有5000多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)著，這些風(fēng)機(jī)有的矗立在近海大型風(fēng)力發(fā)電場，有的則分布在鄉(xiāng)間。
風(fēng)機(jī)總裝機(jī)容量3100兆瓦，如果風(fēng)速達(dá)到10米每秒，這些風(fēng)機(jī)發(fā)的電可滿足丹麥所有家庭的高峰時段用電量，即晚上5-7點(diǎn)之間，大人們在準(zhǔn)備晚餐，孩子們在看電視。
不停頓于20%，丹麥計劃在2013年，將風(fēng)電總裝機(jī)量提高40%， 2025年，丹麥的電力供給有一半來自于風(fēng)能。
“和中國同行一樣，丹麥也為風(fēng)電并網(wǎng)苦惱，為解決風(fēng)電并網(wǎng)這一難題，丹麥已經(jīng)研究了20多年”，丹麥國有控股的能源集團(tuán)DONG公司副總裁Kund Pedersen介紹。
“解決風(fēng)電并網(wǎng)的秘密其實(shí)不止一個”，丹麥國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略規(guī)劃總監(jiān)多蘿西·溫瑟解釋說。
溫瑟說，要使風(fēng)電入網(wǎng)并保證良好的電網(wǎng)運(yùn)行，需要的條件非常多。包括，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃、準(zhǔn)確的風(fēng)力預(yù)測，在無風(fēng)的時候要用充足的電力后備資源、良性的電力市場、買賣雙方供需平衡，而且電力消費(fèi)者還必須看好風(fēng)電。
丹麥的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)
關(guān)于風(fēng)力如何并網(wǎng)的故事都應(yīng)該從堅強(qiáng)的智能電網(wǎng)開始。而丹麥的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)要從丹麥的電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商丹麥國家電網(wǎng)公司開始。
1998年，丹麥政府把電力系統(tǒng)和發(fā)展可再生能源業(yè)務(wù)委托給電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商——西部的ELTRA公司和東部的ELKRAFT公司。2004年，這兩個公司合并，成為今天的丹麥國家電網(wǎng)公司。
20世紀(jì)90年代，大規(guī)模的風(fēng)電首次并網(wǎng)發(fā)電，同樣給丹麥的電力輸送系統(tǒng)帶來很大壓力。歐盟適時做出了最終實(shí)現(xiàn)歐盟內(nèi)部電力市場自由交易的指令，要求解除國家間對發(fā)電和輸電的壁壘。 信息整理：temeiya.cn
丹麥國家電網(wǎng)公司電力市場部副總監(jiān)萊娜·索那說，“為了確保風(fēng)能得到有效利用，必須有能力把電輸送到歐洲各個急需用電的地方。這也是為什么丹麥國家電網(wǎng)公司每年耗費(fèi)數(shù)億克朗，用于擴(kuò)展和加強(qiáng)丹麥電網(wǎng)的建設(shè)以及與其他國家電網(wǎng)之間的聯(lián)系(1丹麥克朗約合人民幣1.14元)”。
萊娜·索那在丹麥國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，“若想完成這樣的任務(wù)，必須要用強(qiáng)有力的規(guī)劃，例如評估風(fēng)場的位置以及估算新電網(wǎng)的鋪設(shè)”。
除此之外，無風(fēng)時的后備電源也非常重要，燃煤發(fā)電是一種選擇，而挪威的水電也是很好的選擇。
在天氣多變的時候，丹麥全國的風(fēng)機(jī)發(fā)電功率可能在幾小時內(nèi)就從0升到3100兆瓦，也可能從3100兆瓦下降到0。
丹麥國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)發(fā)展部副總監(jiān)彼得·約根森解釋說：“丹麥的地理位置非常優(yōu)越，北有水力發(fā)電站，南有火電發(fā)電廠。因此，當(dāng)風(fēng)力不夠的時候，我們可以從挪威引進(jìn)環(huán)保的水電。而在夏天，當(dāng)熱電煉廠發(fā)電廠不需要像冬天那樣供應(yīng)那么多電力和熱力時，丹麥也經(jīng)常從挪威引進(jìn)水電”。
這種電力的互送非常頻繁，一年中，丹麥要進(jìn)出口的電相當(dāng)于該國總用電量的30%。
這種互送同樣依賴堅固的丹麥電網(wǎng)和跨國電網(wǎng)。
丹麥電網(wǎng)把北歐國家和歐洲大陸連接起來，強(qiáng)大的歐洲電網(wǎng)系統(tǒng)是可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電和優(yōu)化現(xiàn)有電網(wǎng)的前提。早在1965年，丹麥日德蘭島已經(jīng)和瑞典電纜聯(lián)系起來，而在70年代，丹麥和挪威的電纜實(shí)現(xiàn)連接。
一天24種電價制度
堅固智能電網(wǎng)之外，丹麥大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電還倚重于風(fēng)電主導(dǎo)電力價格以及靈活的電價制度。
“丹麥電網(wǎng)采取綠色電力優(yōu)先并網(wǎng)的原則。風(fēng)電的價格被設(shè)置為市場上最低價格。風(fēng)電供電量隨天氣變化而波動，于是其他種類能源發(fā)電的價格必須隨之波動”，DONG公司副總裁Kund Pedersen說。 信息整理：temeiya.cn
這種電力政策的直接好處是——北歐電力交易中心市場部總監(jiān)安德斯·普雷德普·霍姆勒說，“這種市場模式迫使其他電力供應(yīng)商只有真正有利可圖的時候才會發(fā)電，保證丹麥的用戶使用到最環(huán)保的電。”該交易中心負(fù)責(zé)北歐國家間的電力交易。
在丹麥，電價對于并網(wǎng)的風(fēng)電量非常敏感，任何并網(wǎng)電量的變化，都會導(dǎo)致電價的上漲或者下跌。
丹麥國家電網(wǎng)公司總調(diào)度員拉爾斯·佛格特·安德森說，丹麥電力供應(yīng)法規(guī)定，可再生能源發(fā)電必須優(yōu)先并入電網(wǎng)，由于風(fēng)力發(fā)電的邊際成本非常低，風(fēng)電的價格基本上就是市場最低價。
每天，北歐電力交易中心都要根據(jù)未來24小時的電力供需預(yù)測情況，逐小時給出電力報價。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電量超過丹麥用電需求時，市場電價會下降，而當(dāng)發(fā)電量超過整體用電量時，最終結(jié)算價格可能跌到零。不過這種零價格的電力只會出現(xiàn)在風(fēng)場運(yùn)營商向電網(wǎng)運(yùn)輸時，用戶還必須繳納各種和環(huán)境相關(guān)的稅費(fèi)，大約相當(dāng)于總電價的四分之三。
每年1次或2次，丹麥風(fēng)電發(fā)電量會超過其用戶所需，這時候丹麥電網(wǎng)公司必須快速找出歐洲什么地方電價最貴，并且將電送往此處。
此外，北歐電力市場還推行負(fù)電價制度，意味著，當(dāng)電力市場飽和時，供電商如果要發(fā)電，還必須付費(fèi)。這一制度旨在敦促發(fā)電廠及時停止發(fā)電，減輕維持電力供需平衡的工作。
“原則上，北歐電力系統(tǒng)可以通過交易達(dá)到平衡。這就是市場機(jī)制：我們低價買進(jìn)額外發(fā)的電，而高價賣到需要電力的地方。”
一旦西風(fēng)強(qiáng)勁，電價在北歐電力交易中心的價格就直線下降——這時，丹麥5200臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)都開足馬力全速運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)電并網(wǎng)功率達(dá)到最高3100兆瓦，且大家都下班了。
可測的用電量和發(fā)電量
丹麥的用電政策還需要一個技術(shù)確保——可以預(yù)測的用電量和風(fēng)力發(fā)電量。
實(shí)際情況是，丹麥國家電網(wǎng)公司的確能預(yù)測丹麥人的平均用電量。而丹麥人總的用電量統(tǒng)計已經(jīng)精確到日和小時，這給控制中心的工作人員幫了大忙。
至于風(fēng)速的預(yù)測，中國有句古話“天有不測風(fēng)云”——丹麥國家電網(wǎng)控制中心的主要任務(wù)是監(jiān)測風(fēng)速是否和預(yù)測完全吻合，但這仍然是理想狀態(tài)。
因而當(dāng)風(fēng)速在每秒5米至每秒15米之間時，風(fēng)速每秒變化1米，丹麥電網(wǎng)中風(fēng)電功率變化會達(dá)到350兆瓦?？刂浦行牡墓ぷ魅藛T必須時刻關(guān)注風(fēng)機(jī)的發(fā)電量。一旦發(fā)電量超過預(yù)測，必須馬上調(diào)整。
電網(wǎng)公司先進(jìn)的系統(tǒng)可以幫助控制中心工作人員日常工作，通過和風(fēng)力發(fā)電廠并網(wǎng)，隨時讀取數(shù)據(jù)，風(fēng)力的數(shù)據(jù)可以實(shí)時更新，從而把發(fā)電量的波動控制在可應(yīng)對范圍內(nèi)。
技術(shù)上，解決風(fēng)電波動問題，控制中心的工作人員主要采用上行和下行調(diào)解兩個辦法，類似于開車的踩油門和剎車兩個動作，一些電廠用作油門，一些電廠作為剎車。通常情況下，一天內(nèi)風(fēng)電波動可以達(dá)到50次，這給調(diào)度員提出了挑戰(zhàn)。
當(dāng)所有參與北歐電力市場的發(fā)電廠都在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，34塊屏幕上的數(shù)據(jù)告訴調(diào)度員，他們可以在丹麥、德國、挪威和瑞典的哪些地方“剎車”和“踩油門”——向電廠說明，一定時間內(nèi)允許的增發(fā)電量以及相應(yīng)價格。一旦發(fā)電量超過預(yù)期，調(diào)度員必須馬上通知電廠停止超發(fā)。
丹麥國家電網(wǎng)公司打算進(jìn)一步擴(kuò)展國家間的電網(wǎng)互聯(lián)，并不局限在本國電網(wǎng)建設(shè)。
一些歐洲國家也受困于電力輸送問題，這使得歐洲風(fēng)電并網(wǎng)研究項目有了13個歐洲成員，該系統(tǒng)分析師安特耶·奧斯說，“如果丹麥要實(shí)現(xiàn)50%的入網(wǎng)電量來自可再生能源，所有系統(tǒng)都必須協(xié)作起來”。
而如果歐盟要實(shí)現(xiàn)2020年可再生能源占消耗20%的目標(biāo)，所有國家就必須接受電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)合作的條件。
在可再生能源方面，丹麥還有更大雄心，“我們必須讓風(fēng)電發(fā)揮更大的作用，比如用于運(yùn)輸、電動汽車、建筑供暖等。我們要整合電力系統(tǒng)，更多開發(fā)風(fēng)電的用處”，DONG公司副總裁Kund Pedersen說。
一個理想的情景是，風(fēng)力強(qiáng)勁時，丹麥輸送風(fēng)電給光電發(fā)達(dá)的西班牙，而西班牙則將烈日的光能送給無風(fēng)時的丹麥。
信息來源：國家電網(wǎng)公司 信息整理：temeiya.cn
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