李亞寧

(蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，甘肅蘭州730070)

甘肅省風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策

李亞寧

(蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，甘肅蘭州730070)

介紹了甘肅省的風(fēng)力資源及風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述了白銀地區(qū)、玉門(mén)地區(qū)、酒泉瓜州、金昌地區(qū)、敦煌地區(qū)和武威地區(qū)等幾個(gè)具有代表性地區(qū)的風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)及風(fēng)電建設(shè)情況，指出了甘肅省風(fēng)力發(fā)電在技術(shù)和政策等方面目前還存在的主要問(wèn)題，分析了產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因，提出了促進(jìn)甘肅省風(fēng)力發(fā)電事業(yè)發(fā)展的對(duì)策。

可再生能源;風(fēng)力發(fā)電;發(fā)展現(xiàn)狀;電力消納

0 引言

根據(jù)我國(guó)“十二五”能源發(fā)展產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，風(fēng)電是我國(guó)今后重點(diǎn)發(fā)展的三類新能源之一。開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源是中國(guó)能源建設(shè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，是促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段，風(fēng)力發(fā)電將會(huì)對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)起到舉足輕重的作用［1］。本文在分析了甘肅省風(fēng)能資源儲(chǔ)量、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)前景的基礎(chǔ)上，提出甘肅省風(fēng)電發(fā)展存在的問(wèn)題及相應(yīng)的對(duì)策，以及利用風(fēng)能資源緩解該地區(qū)傳統(tǒng)電力結(jié)構(gòu)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，并促進(jìn)該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

1 我國(guó)風(fēng)力資源分布及風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)風(fēng)力資源分布

我國(guó)風(fēng)力資源十分豐富，主要集中在兩個(gè)帶狀地區(qū)，一條是“三北(東北、華北和西北)地區(qū)豐富帶”;另一條是“沿海及其島嶼地豐富帶”［2－3］。

三北地區(qū)風(fēng)能在上百萬(wàn)千瓦的場(chǎng)地有四五個(gè)。該地帶的缺點(diǎn)是建網(wǎng)少，發(fā)出的電上不了電網(wǎng)。沿海及其島嶼地帶的優(yōu)點(diǎn)是建網(wǎng)好，電價(jià)高，缺點(diǎn)是地形復(fù)雜，易受臺(tái)風(fēng)影響。

1.2 我國(guó)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)已發(fā)展成為風(fēng)力發(fā)電的主要增長(zhǎng)市場(chǎng)，且我國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)有了前所未有的增長(zhǎng)。2009年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量13803MW，2010年中國(guó)新增裝機(jī)容量18928MW，累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量44733MW，2011年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量238GW，約為2001年的10倍(2001年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為24.3GW)。到2012年底，中國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到75564MW，占世界的26.75%［4－6］。

2 甘肅省風(fēng)能資源分布和風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 甘肅風(fēng)力資源分布

甘肅省風(fēng)能資源豐富。據(jù)報(bào)道，甘肅的理論風(fēng)能資源儲(chǔ)量約為237000MW，技術(shù)可開(kāi)發(fā)資源近40000MW，約占全國(guó)儲(chǔ)量的4.5%。甘肅是中國(guó)大力投資建設(shè)的七大“千萬(wàn)千瓦級(jí)”風(fēng)電基地之一［7］。酒泉地區(qū)位于河西走廊的西部，其總風(fēng)能資源儲(chǔ)量為150000MW，其理論開(kāi)發(fā)量約占全省的85%。其中，酒泉地區(qū)的瓜州縣被稱為“風(fēng)庫(kù)”。在瓜州、金塔、玉門(mén)、烏鞘嶺等河西地區(qū)的風(fēng)能分布占全省風(fēng)能的23%。特別地，有些地區(qū)風(fēng)速穩(wěn)定且年變化很小，這非常有利于對(duì)風(fēng)能的利用。被稱為“風(fēng)口”的玉門(mén)市，由于和風(fēng)力資源豐富的新疆與內(nèi)蒙毗鄰，其可開(kāi)發(fā)風(fēng)能含量占甘肅省的60%，無(wú)破壞性風(fēng)速，擁有“世界風(fēng)庫(kù)”之稱。玉門(mén)風(fēng)能可利用時(shí)間每年大約有300天［7－8］。另外，在安西、民樂(lè)、永昌、古浪、天祝等地區(qū)的年平均風(fēng)速約為3m/s，它們大多數(shù)適合于建立大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電廠。

2.2 甘肅省風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃

根據(jù)我國(guó)先后出臺(tái)的《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》(GB/T 18709－2002)、《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》(GB/T 18710－2002)以及《風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址選擇技術(shù)規(guī)定》，在甘肅省內(nèi)規(guī)劃選擇的風(fēng)電場(chǎng)分布如圖1所示。

圖1 甘肅風(fēng)電場(chǎng)位置分布

2.3 甘肅省各地區(qū)風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)

(1)白銀地區(qū)。白銀市風(fēng)能資源豐富，全年四級(jí)風(fēng)速以上風(fēng)有260天左右，其大多數(shù)地方年平均風(fēng)速在2m/s以上，其中景泰北部、平川、靖遠(yuǎn)北部達(dá)到3m/s的風(fēng)速［9］。白銀的風(fēng)電發(fā)電裝機(jī)容量約為100萬(wàn)kW，已開(kāi)工建設(shè)的景泰縣興泉和平川區(qū)撿財(cái)塘風(fēng)電場(chǎng)，屬國(guó)家大力支持的潔凈能源和可再生能源項(xiàng)目。

(2)玉門(mén)地區(qū)。玉門(mén)風(fēng)能資源豐富，每年可開(kāi)發(fā)量在2000萬(wàn)kW以上［10－11］。玉門(mén)地區(qū)風(fēng)電質(zhì)量較高，且其主風(fēng)向和最大風(fēng)能密度均為東、西方向，有利于風(fēng)力機(jī)排布。同時(shí)，玉門(mén)區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)所在地屬荒漠戈壁，表面為風(fēng)棱石，地形起伏不大，地表光滑無(wú)障礙物，對(duì)風(fēng)速的變化不會(huì)造成任何影響。

(3)酒泉瓜州。甘肅酒泉地區(qū)風(fēng)能資源豐富，風(fēng)力資源量大質(zhì)優(yōu)，風(fēng)向穩(wěn)定，風(fēng)能密度高，無(wú)破壞性風(fēng)速，大部分區(qū)域年平均風(fēng)速在5.0～6.5m/s之間，風(fēng)能資源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量達(dá)40GW，適宜建設(shè)大型風(fēng)電基地［12－13］。目前已建成了我國(guó)第一個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地［13－14］。

(4)金昌地區(qū)。金昌處于北山和祁連山構(gòu)成的上千公里的風(fēng)能資源富集帶上，潛藏著豐富的風(fēng)能資源［15］。金昌地處戈壁，道路交通便利，可安裝大型風(fēng)電設(shè)備，具有良好的風(fēng)電上網(wǎng)條件。

(5)敦煌地區(qū)。2008年7月，調(diào)查發(fā)現(xiàn)敦煌境內(nèi)的一百四戈壁地區(qū)和方山口地區(qū)的風(fēng)速均達(dá)到9m/s以上，屬于風(fēng)能富集區(qū)，可利用面積達(dá)1500km2，是建設(shè)大型風(fēng)力發(fā)電廠的理想?yún)^(qū)域［11］。

(6)武威地區(qū)。武威具有豐富的風(fēng)能資源，具備發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的良好條件和廣闊前景。2012年5月28日，國(guó)家能源局印發(fā)了《關(guān)于甘肅省民勤紅沙崗百萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電某地前期工作及開(kāi)發(fā)方案的復(fù)函》，同意其開(kāi)展前期工作。

3 甘肅省風(fēng)電發(fā)展中的主要問(wèn)題

以甘肅酒泉風(fēng)電基地為例來(lái)說(shuō)明甘肅省風(fēng)電發(fā)展存在的主要問(wèn)題。

3.1 技術(shù)方面的問(wèn)題

(1)風(fēng)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性及調(diào)頻調(diào)峰。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，在大部分時(shí)間內(nèi)，酒泉風(fēng)電基地風(fēng)電出力在接近零出力與額定出力之間變化［16］。根據(jù)發(fā)電、供電和用電必須同時(shí)完成的特點(diǎn)，要求整個(gè)電力系統(tǒng)的總發(fā)電負(fù)荷必須隨用電負(fù)荷的變化而變化，由于風(fēng)電具有“風(fēng)”的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，決定了風(fēng)電的發(fā)電負(fù)荷難以保持穩(wěn)定，更不可能與用電負(fù)荷同步變化。

(2)輸送能力。甘肅河西電網(wǎng)輸電線路全長(zhǎng)約為1000km，是目前國(guó)內(nèi)輸電距離最長(zhǎng)的330kV線路，受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的限制，輸電能力較弱。

(3)系統(tǒng)穩(wěn)定性。據(jù)研究，風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的影響，在不同時(shí)間和空間尺度下會(huì)有不同的表現(xiàn)(見(jiàn)圖2)［17］。從圖2可知，在秒級(jí)和分鐘級(jí)時(shí)間尺度上，風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)為風(fēng)電出力的間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性及反調(diào)峰特性對(duì)本地電力系統(tǒng)的電壓管理、電能質(zhì)量以及對(duì)區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性、輸電效率和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量需求等產(chǎn)生的影響;而在年、月以及天的時(shí)間尺度上，其影響主要表現(xiàn)為風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的常規(guī)電源效率、減少排放、功率充裕和電網(wǎng)充裕性的影響。

(4)電力和電量消納能力。依據(jù)相關(guān)政策，2020年河西走廊風(fēng)電裝機(jī)容量增加到20GW，即便考慮全省用電量需求以年均8%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，不僅甘肅電網(wǎng)無(wú)法消納，而且西北電網(wǎng)也難以消納。

圖2 風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響［17］

3.2 政策方面的問(wèn)題

(1)政府稅收優(yōu)惠政策扶持不到位。政府現(xiàn)行的稅收政策不能體現(xiàn)對(duì)風(fēng)電的扶持，增值稅雖然有減半征收的政策，但風(fēng)力發(fā)力只能用風(fēng)能，沒(méi)有燃料和其他原料進(jìn)項(xiàng)稅抵扣，征收增值稅不盡合理。

(2)風(fēng)電項(xiàng)目投融資方面存在政策性風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)各銀行對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的貸款一直是按照一般競(jìng)爭(zhēng)性領(lǐng)域固定資產(chǎn)投資貸款政策，貸款利率無(wú)優(yōu)惠，缺乏政府為可再生資源利用的擔(dān)保機(jī)制，存在一定的政策性風(fēng)險(xiǎn)。專項(xiàng)資金扶持還貸期限短于對(duì)火電和水電項(xiàng)目的貸款期限。造成項(xiàng)目建成后還貸壓力大、財(cái)務(wù)費(fèi)用高，削弱了風(fēng)電的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 對(duì)策

(1)為了滿足電力系統(tǒng)基本要求，必須有其他電源承擔(dān)起適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電負(fù)荷變化要求而相應(yīng)反向變化的發(fā)電負(fù)荷調(diào)整能力。因此具有風(fēng)電的電力系統(tǒng)除了要求滿足正常負(fù)荷變化的調(diào)峰能力以外，還必須滿足適應(yīng)風(fēng)電隨機(jī)性的調(diào)峰能力。

(2)依據(jù)酒泉陸上“三峽”風(fēng)電基地的建設(shè)需要，甘肅省電力公司快速啟動(dòng)了電網(wǎng)規(guī)劃與年度建設(shè)計(jì)劃的調(diào)整工作。建設(shè)河西750kV電網(wǎng)，采用先進(jìn)的750kV串補(bǔ)和750kV可控高抗等技術(shù)。

(3)資源優(yōu)化配置，電力合理外送。合理謀劃，爭(zhēng)取政策，實(shí)現(xiàn)河西風(fēng)電地區(qū)火電、水電和風(fēng)電的協(xié)調(diào)發(fā)展，并與新疆聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，形成哈密－酒泉風(fēng)電、火電能源基地。在此基礎(chǔ)上，實(shí)行資源優(yōu)化配置，制定合理的電力外送計(jì)劃，解決緊靠西北區(qū)域電網(wǎng)難以滿足的調(diào)峰能力、電力消納問(wèn)題。

(4)完善政府稅收政策。在增值稅轉(zhuǎn)型政策實(shí)施后，國(guó)家能源局與有關(guān)部門(mén)積極協(xié)商，擬采取以占地補(bǔ)貼或風(fēng)能資源補(bǔ)貼等形式，由風(fēng)電開(kāi)發(fā)企業(yè)出資補(bǔ)償，以調(diào)動(dòng)地方政府發(fā)展風(fēng)電的積極性。建議將風(fēng)電項(xiàng)目貸款的還款期限適當(dāng)延長(zhǎng)，降低貸款利率。建立風(fēng)電測(cè)風(fēng)專項(xiàng)資金。

［1］劉海燕，方創(chuàng)琳，藺雪芹.西北地區(qū)風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)與大規(guī)模并網(wǎng)及非并網(wǎng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)［J］.資源科學(xué)，2008，30(11):1667－1675.

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Wind power present situation and development countermeasures in Gansu province

The wind resources and the wind power development status of Gansu province are mainly introduced，and the Baiyin，Jiuquan Guazhou，Yumen area，Jinchang area，Dunhuang area and Wuwei area as representative areas of the wind energy resource advantage and wind power construction present situation are expounded.The current main problems of technical and policy aspects of wind power in Gansu province are pointed out.The causes of these problems are analyzed.The countermeasures to promote the development of wind power generation enterprise in Gansu province are also put forward.

renewable energy;wind power generation;development status;power consumption

TK81

B

1674－8069(2015)04－006－03

2015-02-26;

2015-04-21

李亞寧(1977-)，女，甘肅天水人，碩士，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院講師，主要從事風(fēng)力發(fā)電教學(xué)與科研工作。E－mail: wangye@mail.lzjtu.cn

甘肅省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(1308RJZA199)