張向東

摘? ? 要：光伏、風力發(fā)電出力具有間歇性、波動性和隨機性等不穩(wěn)定特點，為更好掌握風光發(fā)電出力特性，從年際、年、月、日時間尺度提出了風光發(fā)電出力特性指標體系及互補性指標，并對某地已建單個風光電站出力過程進行了特性分析。

關鍵詞：海上風電;出力特性;消納問題

1? 前言

風電產業(yè)是我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分，風力發(fā)電是可再生能源領域中技術成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件的發(fā)電方式之一。積極有序開發(fā)風能資源，對于增加清潔能源供應、促進能源結構調整和節(jié)能減排具有重要意義。

2? 海上風電出力特性分析

目前，某地風電項目正處于初步發(fā)展階段，有較多阻礙性因素制約該項目工程的正常、有序發(fā)展，基本表現(xiàn)為海上風力監(jiān)測工作不到位、有用數(shù)據(jù)較少和出力歷史數(shù)據(jù)不足。因為因素嚴重阻礙了海上風電項目的有效建設，所以需要應用研究框架，結合相關數(shù)據(jù)，研究出力特性。探究該框架研究風力出力問題時，需要綜合分析實際數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模擬兩方面的數(shù)據(jù)，以獲得風力出力參數(shù)，研究人員再結合測風數(shù)據(jù)模擬出力的具體情況得出出力特性。其一為波動性，主要因為風能的隨機性特征，在此種特性影響下，會導致風電出力具備波動性特性。海上風速與陸上風速在不同氣候條件的影響下有較大差異性。在海上風能分散性的影響下，海上風力分布范圍較廣，功率密度低?；谏鲜鰞热?，可以了解到海上風電出力期間會有較大的波動情況，無明顯的變化規(guī)律可循，且出力波動通常在0%～100%，因此海上風電會發(fā)生連續(xù)數(shù)日大出力、小出力情況。其二為隨機性，此種特性可以間歇性出現(xiàn)。若對單獨研究一個風電場，對每日發(fā)電量進行連續(xù)數(shù)天的平均計算，最終可能會出現(xiàn)相同的結果，但是對每天不同時段平均發(fā)電量進行計算，結果差異明顯。

3? 海上風電消納問題分析

3.1? 風電消納特點與消納問題

現(xiàn)階段，處理海上風電消納問題時多采用安裝布置電力儲能設備法，以此在控制出力波動性的前提下，可以有效進行消納。但是，我國在近幾年才開始研究海上風電，消納處理方面還存在一定問題，這對風電并網、能源有效存儲與傳輸會產生不良影響。當前海上風電消納特點主要表現(xiàn)為海上風電場以裝機容量為標準判斷、處理問題。如果出力情況為標準值的85%左右，分析出力密度曲線可見其明顯升高，此為單一海上風電場消納特點。觀察多個風電場出力隨總裝機容量變化的情況，可以了解到出力總裝機容量在35%～80%，呈現(xiàn)出反調峰情況，具有較高的出力概率且程度非常強烈。若在有較大差異的系統(tǒng)負荷峰谷處應用海上風電場，會增加系統(tǒng)調峰難度，且潮流呈現(xiàn)多樣性。分析系統(tǒng)負荷情況，發(fā)現(xiàn)其具有季節(jié)性特點，即冬低、夏高，這說明冬季處理海上風電場的消納問題難度較大，夏季解決消納問題較為容易。常規(guī)情況下，觀測海上風速可知海上風電較為穩(wěn)定，而陸地的風速較大，陸上風電穩(wěn)定性非常差。與陸上風電特性相比，海上風電具有自相關函數(shù)衰減系數(shù)較小、出力波動性相對較小、大多分布在海岸附近的特點，在海上風電接入期間，一般不會對系統(tǒng)調頻造成嚴重影響，且接入要求少、流程簡單。不同海上風電項目開發(fā)需要分區(qū)域進行，由此產生的風電消納難度較小。海上風電場有非常高的整體出力水平和能力，需要大力此種風電場的施工建設和應用力度。分析海陸的風電場開發(fā)情況可知，陸上風電場多集中在一個區(qū)域，具有集中性特點。整體電網規(guī)劃工作涉及的內容與環(huán)節(jié)較多，但在海上風電場規(guī)劃建設期間，風電場基本是根據(jù)建設所在地的海岸線分布情況分區(qū)設計、施工和運行。實際工作中，海上風電場可參考附近修建的陸上風電場，按照就近原則直接進行接入處理，無需修建大量的輸電通路，直接按照風電接入正常工作即可，消納難度將顯著的降。此外，風電場出力特性與海上風速有著直接關系。因為風速由風電場的具體分布位置、附近的海洋性氣候決定，所以風速是海上風電場建設中需要重點研究的問題，但目前海上風速測試資料數(shù)量少、質量一般。因此，要求海上風電場繼續(xù)研究海上風速，進而科學、有效處理風電場工作過程中出現(xiàn)的各種問題，保證基于風電的電能生產工作高效進行。本文系統(tǒng)總結、分析了當前學界研究的海上風電場消納特性，以期從不同角度得出的風電消納特點，為后續(xù)解決風電消納問題提供參考。工作人員需要掌握上述內容，以有效做解決風電消納問題。分析當前海上風電消納問題，主要包括三方面。第一，海上風電發(fā)展機制不完善?，F(xiàn)階段，風電場建設管理制度具有一定的滯后性，很多內容與當前的發(fā)電管理工作脫節(jié)，特別是跨省風電和跨區(qū)消納有較多問題，需要從制度層面改進完善，進而有效實施風電消納工作。第二，消納市場開發(fā)緩慢。目前，開展海上風電項目開發(fā)的地區(qū)多處于沿海、東中部地區(qū)，風電并網較為頻繁，導致風電出力較大、電網運行壓力較大，在有限的消納市場中不能完全完成消納工作。第三，控制風電波動性的效果差。目前，用于波動性控制的主要措施是采用電能存儲設備，但由于符合存儲要求的設備數(shù)量較少、靈活電源占比少，導致控制效果不理想。

3.2? 解決問題的對策

上述消納問題對海上風電場工作質量、效率影響較大，需要按照以下方法進行解決。首先，國家相關清潔能源項目開發(fā)管理部門需要研究常規(guī)使用的制度內容，從消納問題的基礎上完善、優(yōu)化相關消納法律規(guī)范，增加一些風電消納有效措施、消納要求和標準，以便不同區(qū)域的海上風電場可以實現(xiàn)跨省份、跨區(qū)域的消納。其次，增強海上風電發(fā)電能力。由于當前一些海上風電場開展發(fā)電工作時多使用集中式的發(fā)電方式，導致并網工作難度升高且電能損耗嚴重，這需要海上風電項目建設人員加強學習、研究新型發(fā)電模式，以提高工作質量。在應用新模式時，海上風電建設的相關單位需要詳細調查該項目范圍，據(jù)此修建工業(yè)園區(qū)，在園區(qū)內有效擴大風電消納市場，從而完成風電消納的工作任務。再次，研究先進的風電預測技術。由于我國研究海上風電的時間較晚，在核心技術和應用方面與國外發(fā)達國家之間有著較大差距。針對此種情況，海上風電消納研究人員需積極學習、了解國外的現(xiàn)代化風電預測技術，總結我國此項技術研發(fā)過程中的問題，積累研發(fā)經驗，且研究部門需要投入大量的資金，綜合一切有利條件研發(fā)風電預測技術，構建預測模型，結合測試獲得的風力數(shù)據(jù)，在模型中預測風電工作情況。如此一來，在高精度預測情況下可以科學、合理控制風電出力波動性，避免由于出力波動性控制不良造成風電場運行問題。最后，加強海上風電場運行的安全管理。當前海上風電場日常運營期間面臨著消納問題，這對風電場的安全生產、經濟效益、社會效益產生諸多不良影響，因此安全管理工作刻不容緩。海上風電場需設置專門的安全運營管理部門，依照安全生產、預防為主的管理原則，高質量、高效率完成任務;工作人員需要具有較強的管理能力和安全生產風險排除能力，在發(fā)生安全問題時能夠快速解決問題，保障電力生產、傳輸?shù)挠行?，降低各類事故的發(fā)生率。

4? 結論

海上風電有助于生產高質量、高效率的電能資源，在項目建設期間，需要把握好風電出力特性，以此保證項目順利建設。另外，深入研究項目開發(fā)利用時出現(xiàn)的消納問題，找出產生消納問題的原因，以此制訂有效的解決方案，確保海上風電項目可以在投入應用后取得理想效果，盡快回收成本，獲得較高的經濟收益。

參考文獻：

[1] 傅旭，苗淼，李富春，等.青海電網光伏接納能力研究[J].陜西電力，2017（4）：21～25.

[2] 張樂平.多能互補—促進可再生能源發(fā)展的有效途徑[J].西北水電，2012（1）：7～12.