分散式風電的發展及現狀分析

李 舟

(中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司，云南 昆明 650051)

1 分散式風電項目的政策現狀

1.1 國能新能[2011]226號

2011年7月20日，國家能源局印發《國家能源局關于分散式接入風電開發的通知》(國能新能[2011]226號)，指出：“隨著我國風電產業迅速發展，技術水平不斷提高，建設成本不斷降低，風能資源技術經濟可開發范圍不斷拓展。根據我國風能資源和電力系統運行的特點，借鑒國際先進經驗，在規模化集中開發大型風電場的同時，因地制宜、積極穩妥地探索分散式接入風電 的開發模式，對于我國風電產業的可持續發展意義重大”，該文件首次對分散式風電項目提出了開發思路與邊界條件，主要歸納如下：

(1)分散方式多點接入低電壓配電系統。

(2)宜采用分地區或分縣域打捆開發的方式，初期適當限制投資方數量，確保項目開發的有序進行和電力系統的運行安全。

(3)初期階段僅考慮在110 kV(東北地66 kV)、35 kV和10 kV 3個電壓等級已運行的配電系統設施就近布置，接入風電機組，不考慮新建輸、變電系統、裝機容量原則上不高于接入變電站的最小負荷水平。

(4)電網企業對分散式多點接入系統的風電發電量應認真計量、全額收購。風電發電量的電價補貼執行國家統一的分地區補貼標。

文件提出的以上四項基本要點，對分散式風電項目的定義、開發方式、電壓等級及接入方式、裝機容量、電量收購及電價政策作出了明確的指導，自此，我國的分散式風電項目開發實際上已經進入了具備實施依據及權威解釋的時代。

1.2 國能新能[2011]374號

在經過水規總院、電規總院以及電網公司等相關單位研究并提出與風電分散接入系統相關的技術標準規范要點后，國家能源局于同年(2011年)11月17日發布了《關于印發分散式接入風電項目開發建設指導意見的通知》(國能新能[2011]374號)，進一步強調了分散式風電項目的接入條件和邊界，即：“原則上不新建高壓送出線路和110 kV、66 kV變電站，接入當地電力系統110 kV或者66 kV降壓變及以下電壓等級的配電變壓器”。另外，該文件對分散式風電項目的裝機容量限制首次作出了明確，即“統籌考慮各電壓等級的接入總容量，鼓勵多點接入，單個項目不超過5萬kW”。[2011]374號文除了上述的開發邊界和技術要求外，也對分散式風電項目開發的審批單位及相關流程進行了明確，主要的歸納如下：

(1)各省(區、市)能源主管部門在國務院能源主管部門的組織和指導下，負責分散式風電項目的開發規劃和建設管理。

(2)分散式風電項目的開發規劃和建設管理包括項目選址、前期工作及建設條件論證、項目核準、并網運行和竣工驗收管理等工作。“全國風電技術歸口管理單位應會同電網經營單位對分散式接入風電項目的開發規劃和建設進行技術指導”，鼓勵先試點、再綜合規劃，逐步擴大開發規模。

(3)場址距離建筑物原則上應不小于300 m，噪聲控制應符合國家相關標準限值。

(4)開發企業在選定場址后，應向當地縣級政府的能源、土地、環保、規劃等相關部門確認場址，能源主管部門負責協調落實有關建設條件，并確認企業的開發方案。開發方案包括項目場址位置、范圍、建設規模和擬接入電網的變電站。

(5)開發方案確認后，開發企業可組織開展項目建設條件論證，進行項目的可行性研究。項目可研完成并取得“相應職能部門的支持性文件”，項目開發企業負責編制項目核準申請報告，按程序報省級投資主管部門或其委托的地級、縣級投資主管部門申請核準。

該文件首次明確了分散式風電項目的裝機容量、與建筑物的距離要求及噪聲標準，再次明確了接入邊界條件、裝機容量上限，同時，明確了項目建設的審批管理流程。自此，應該說我國的分散式風電項目開發實際上已經具備了完整的政策依據和指導意見。

1.3 國能發新能[2017]3號

為提高分散式風能資源利用效率，優化風電開發布局，切實做好分散式接入風電項目建設，探索有利于推動分散式接入風電項目發展有效模式，國家能源局印發《國家能源局關于加快推進分散式接入風電項目建設有關要求的通知》(國能發新能[2017]3號)。

截至文件發布的2017年底，我國集中式風電的開發已經歷了一個快速發展的階段，風電總裝機從2011年發布第一份分散式風電文件時期的6236萬kW增漲至2017年的1.88億kW，漲幅超過3倍。隨著多年來風電開發的積累，大多省(區、市)都積累了較為豐富的風能資源勘查成果。針對這一特點，[2017]3號文中指出：“各省級能源主管部門按照有關技術要求和并網規定，結合前期區域內風能資源勘察的成果，在認真梳理區域內電網接入條件和負荷水平的基礎上，嚴格按照‘就近接入、在配電網內消納’的原則，制定本省(區、市)‘十三五’時期的分散式風電發展方案。各省級能源主管部門應結合實際情況及時對規劃進行滾動修編，分散式接入風電項目不受年度指導規模的限制。已批復規劃內的分散式風電項目，鼓勵各省級能源主管部門研究制定簡化項目核準程序的措施。紅色預警地區應著力解決存量風電項目的消納問題，暫緩建設新增分散式風電項目。”

[2017]3號文對加快推動分散式風電開發、規范建設標準、加強規劃管理、有序推進項目建設、加強并網管理、加強監督工作等六個方面提出具體要求，明確要按照“統籌規劃、分步實施、本地平衡、就近消納”的總體原則推進分散式接入風電項目開發建設，項目不受年度指導規模的限制。

1.4 國能發新能[2018]30號

為加快推進分散式風電發展，完善分散式風電的管理流程和工作機制，2018年4月3日，國家能源局印發《分散式風電項目開發建設暫行管理辦法》(國能發新能[2018]30號)，根據文件中第二條“分散式風電項目是指所產生電力可自用，也可上網且在配電系統平衡調節的風電項目”，分散式風電項目建設應滿足以下技術要求：

(1)接入電壓等級應為110 kV及以下，并在110 kV及以下電壓等級內消納，不向110 kV的上一級電壓等級電網反送電。

(2)35 kV及以下電壓等級接入的分散式風電項目，應充分利用電網現有變電站和配電系統設施，優先以T或者π接的方式接入電網。

(3)110 kV(東北地區66 kV)電壓等級接入的分散式風電項目只能有1個并網點，且總容量不應超過50 MW。

(4)在一個并網點接入的風電容量上限以不影響電網安全運行為前提，統籌考慮各電壓等級的接入總容量。

國家關于分布式發電的政策和管理規定均適用于分散式風電項目；110 kV(東北地區66 kV)電壓等級接入的分散式風電項目，接入系統設計和管理按照集中式風電場執行。

1.5 新舊文件比較

將《國能發新能[2018]30號文件與國能新能[2011]374號文件對比可知，經過7年經驗積累，結合我國當前電源形勢分析后，能源主管部門在[2011]374號文件的基礎上，進一步明確分散式風電項目的技術要求的其他開發邊界，同時也新提出了兩條重要的要求：

(1)分散式風電開發建設規劃應做好與《風電發展“十三五”規劃》的銜接，嚴格按照《國家能源局關于可再生能源發展“十三五”規劃實施的指導意見》對風電建設規模的相關要求以及能源局關于風電預警管理的相關規定編制，不得隨意擴大建設規模。指導意見指出，分散式風電嚴格按照有關技術規定和規劃執行，不受年度建設規模限制。

(2)鼓勵分散式風電項目與太陽能、天然氣、生物質能、地熱能、海洋能等各類能源形式綜合開發，提高區域可再生能源利用水平。

通過以上對幾項重要文件的梳理來看，從2011年的第一份文件至今近8年的時間，隨著我國風電技術和開發經驗不斷完善，針對分散式風電項目定義范圍十分清楚、邊界特征十分明確、管理辦法十分具體，總的來說，今天的分散式風電項目的開發，已經具備了十分完整的政策依據，下一步需要在大量的工作中去實踐。

2 技術條件適應性分析

2011年7月20日，國家能源局印發《國家能源局關于分散式接入風電開發的通知》(國能新能[2011]226號)，同年11月17日，又發布了《關于印發分散式接入風電項目開發建設指導意見的通知》(國能新能[2011]374號)，實際上2011年我國已經有了分散式風電項目開發的政策依據及指導意見，已經初步具備了分散式風電項目開發的政策條件，可是，分散式風電至今實際也未迎來快速發展的形勢。經分析，我們認為，政策條件作為項目開發建設的依據，除了具備政策條件之外，分散式風電項目的開發建設還應具備針對性的風電機組技術、分散式特點下的風能資源評估手段、裝機方案合理匹配、能量和經濟指標動態匹配的思路、政府審批流程的簡化程度等多方面開發條件。

2.1 風電機組技術對分散式風電的適應性

根據國家能源局對分散式風電項目選址的相關要求，強調就地消納、就近接入，原則上不再新建變電系統及輸電線路。因此可選場址需相對靠近具有負荷及接入點的居民聚集區，除了風能資源總體基數很高的部分省區外，其他大部分省區可選場區風能資源較為匱乏，尤以主要依靠地形成風的南方山地省份最為突出，失去了山地的地形爬升、壓縮加速的效應，具有負荷及電網資源的平緩壩區地帶風能資源相對較為貧瘠。

在2011年文件出臺時期，我國風電項目開發尚處在“資源擇優開發”的階段，大多風電項目風能資源豐富，風電機組的主流市場尚以單機容量1.5 MW或2.0 MW的機組為主，單位千瓦捕風面積通常僅在3.5m2/kW左右，換算成葉輪直徑，即1.5 MW機組葉輪直徑大多在82 m左右，2.0 MW機組大多在95 m以內，輪轂高度多在65～80 m之間。由于風電項目開發迅猛，主機市場訂單量較大，各大主流風機廠家尚未將精力投放在今天盛行的“低風速風機”領域。

單掃面積4.0m2/kW左右的機型在風資源豐富的區域使用是足夠的，可若用于滿足分散式選址條件的風能資源貧瘠區域，就很難獲得滿足經濟效益評估的能量指標了。因此，尚未進入“低風速時代”的風電機組技術條件與分散式風電項目選址特點的匹配程度是相對較低的。

“十二五”中期，風電項目的開發重點逐漸轉移到中東南部地區，這類地區往往風能資源水平參差不齊，加上投資企業對開發風電項目的需求快速增長，這些情況都刺激了低風速風機技術快速發展，高塔筒、長槳葉和風機智能控制技術不斷成熟并廣泛應用，風機發電能力，主要是發電效率不斷顯著提升。

在今天的很多集中式風電項目上，單機容量2.0 MW級機組，葉輪直徑配115 m以上超過121 m的機型越來越多地獲得認證并投入商運。以已有較多商運業績的2.0 MW－115 m水平機組，單位千瓦捕風面積分別達到了5.2 m2/kW，與前文所述2011年主流機型的3.5 m2/kW相比，單位千瓦捕風面積提高了近50%，整機的捕風效率及發電能力隨之有了非常大地提升。目前一些主機廠商已推出了單位千瓦捕風面積更高的機型，并陸續投入商運，例如2.0 MW－121m、2.2 MW－121 m等機型，單位千瓦捕風面積都超過5.2 m2/kW，針對日趨成熟的分散式風電市場的風能資源特點，部分超大捕風面積的機型也在推出市場，風電機組的捕風效率的大幅提高，再加上通過加高塔筒有效地捕獲風切變帶來的資源空間(主要以平原地區較為明顯)，都為分散式風電項目平均風速相對較低的特點而言，提供了項目開發的機組技術條件。

近年來，風電機組市場的競爭程度越來越激烈，投資企業降低項目造價的需求也越來越高，風電機組的價格相較于2011年而言，也有了大幅下降。2011年國內機組平均單價約在4500元/kW以上，而近年來國內一線主機廠家價格甚至有3500元/kW水平的報價，占風電項目投資總額近一半的風機價格大幅下降，對于分散式項目控制造價來說無疑也是一項重要因素。

風電機組經過多年來的發展，大幅提高捕風效率、高塔筒捕獲高切變資源、控制策略優化，以及價格下降等方面的發展，對因為選址特點而導致風能資源相對貧瘠的分散式風電項目的開發建設提供了針對性的風電機組技術條件，同時也是分散式風電項目開發建設各項要素中的關鍵的環節。

2.2 風能資源評估手段對分散式風電的適應性

準確的評估是確保風電項目經濟性和安全性關鍵保障。按過去集中式風電項目風能資源評估的規范，必須設置測風塔進行精確觀測，但如果對一個只有幾臺風機甚至單臺風機的分散式項目也照此執行的話，對于投資方而言顯然是不經濟的，如果再加上一年的測風周期，更讓對成本高度敏感的分散式風電項目難以承受。

2015年12月11日，中國氣象局發布了《分散式風力發電風能資源評估技術導則(QX/T308—2015)》，該導則針對分散式風電項目的特點，對分散式風電項目的選址或規劃，通過中尺度數據的適用，開展相關初期風能資源評估作出了技術指導。根據導則，在分散式風電項目的風能資源評估中，可綜合中尺度數據模型、模擬區域內代表性測風塔資料，通過數值模擬值與代表性測風塔資料相關性分析，獲取項目的風能資源評估依據。

相對于集中風電項目相關規范要求，該導則不強制在擬建分散式項目區域內開展精確觀測，而是強調充分收集擬建項目周邊已有測風數據(來源包括測風塔、投運機組等)，結合中尺度數值模擬計算，對數值模擬結果進行檢驗和訂正。該導則的出臺，為分散式風電項目風能資源評估提供了規范依據。近年來，激光雷達短期測風已普遍運用于集中式風電項目中小范圍機位風能資源數值模擬的校驗，對于分散式風電項目而言，機位相對較少，機位布置范圍相對較小，短期測風的觀測成果通過技術手段與大數據模型進行分析建立相關性，也可在簡化程序的同時，有效提高分散式項目風能資源評估的準確度。

總的來說，擬建項目周邊現有的代表性的測風塔資料、鄰近投運風機運行數據、中尺度數據模擬，以及短期雷達測風等手段的結合，為分散式風電項目風能資源評估提供了有效手段。

2.3 裝機方案與負荷選址相結合的思路對分散式風電的適應性

分散式風電項目從選址階段開始，在思路上就與集中風電項目大不相同。集中風電項目的宏觀選址往往先找資源，然后在資源條件、地形條件、政策條件以及經濟效益滿足期望的情況下，盡可能大地提高裝機容量。而對于分散式風電選址而言，與其說是“找風”，不如說是“找網和找荷”。尋找到消納能力和接入條件滿足要求的負荷點是分散式風電項目選址以及規劃的關鍵環節。尋找到滿足要求的負荷點后，再對其進行風能資源條件、建設條件，以及相關外部環境合規性等條件進行調研分析，以此綜合判斷結果作為分散式風電項目選址的判別依據。簡言之，分散式風電項目擬建場區實際上是一個配電網分布與負荷分布圖、風能資源分布圖、敏感因素分布圖，以及建設條件四項基本要素的疊加成果，見圖1。

圖1 分散式風電選址要素疊加圖

同等風能資源條件下，不同型式的風電機組會帶來不同的風機出力，而分散式風電項目風機直接入網，因此風機的出力特性需與擬接入變電站的負荷構成與負荷變化特性相適應，對于分布式項目來說，還需考慮自發自用部分的負荷穩定特性。因此，結合擬選風機出力特性與電網負荷變化，合理匹配裝機容量，以求最大程度實現消納，是分散式風電項目裝機方案與選址相結合的關鍵思路。而如今成熟的風電機組具備了多樣化的選型范圍，為這一關鍵環節提供了有力保障。

2.4 投資與產能高度互動的思路對分散式風電的適應性

相對于傳統集中式風電項目而言，分散式風電項目的投資水平與產能指標之間的互動關系將變得更為密切。集中式風電項目工作面大，因此各項因素之間的互補空間也較大，投資偏高可進一步優化機型機位以求提高產能來互補，產能低了又通過節約一段支線道路或者優化升壓站來降低投資。而分散式風電項目的特性，決定了其投資要素少、可調空間小的特點，因此評判一個分散式風電項目，項目的盈利能力應是其唯一要素，而不應孤立地去評判小時數或是投資水平。例如，一個優良的負荷資源周邊，“恰好”具備豐富的風能資源，如果其建設難度較大，投資偏高，但通過收益率計算能夠滿足投資方的盈利要求，那就應定義為一個優質分散式項目。反之，建設難度較小，投資較低，雖然其年滿負荷利用小時數看起來不那么“美”，則應該拋開過去“2000小時”之類的“習慣性數值水平”，認真對其收益率等財務指標進行核算，并以此為唯一判別依據。

3 分散式風電項目市場開拓的經驗

分散式風電項目開發建設的相關政策文件已出臺近8年，多年來沒有形成規模化發展，究其本質原因還是集中式風電的開發建設對于投資方而言(尤其大型國企)更容易出效果，工作成效更高。花同樣的前期工作精力，開發一個10萬kW、甚至20萬kW的集中式風電，遠比開發一個2萬kW的分散式項目要“劃算”。就云南而言，由于2015年的風電建設叫停，各投資方多多少少都有儲備資源無法建設，有的測了風，有的簽了開發協議，有的拿到了“路條”，想要放棄或部分放棄多年來的工作基礎，轉而開發“又小又瑣”的分散式項目，無論從企業管理還是從個人心理而言，必然是有相當的障礙的。

分散式風電項目雖然容量較小，然而開發建設的涉及面絲毫不少于集中式風電，甚至在収資、協調等工作方面還更加繁瑣，因此，除去政策條件、技術條件之外，政府部門的導向仍然是最為關鍵的必要條件。近年來，部分省區政府已對分散式風電的開發建設配套了具體政策，有的積極規劃、有的逐步簡化流程。河南、山西、河北三省是積極開展規劃的代表，三省公布的“十三五”分散式風電開發建設方案顯示，三省共計739.43萬kW，其中河南省210.7萬kW、山西省98.73萬kW，已全部規劃分配至各項目各投資方，河北省則印發《河北省2018－2020年分散式接入風電發展規劃》，全省規劃430萬kW，并分配至各市。而我國較早的分散式風電項目華能新能源狼爾構項目所在的陜西省，則是明確1萬kW在市級政府核準，河南省則下放至縣級政府，這些省區出臺政策一定程度上也簡化了開發審批流程。

2018年5月24日，國家能源局印發《國家能源局關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》，通知指出從本通知印發之日(5月18日)起，尚未印發2018年風電度建設方案的省(自治區、直轄市)新增集中式陸上風電項目和未確定投資主體的海上風電項目應全部通過競爭方式配置和確定上網電價。分散式風電成為標桿電價的“獨享者”。

總的來說，分散式風電項目的市場，在國家層面政策條件的基本完善、各項技術條件適應性的不斷提高的形勢下，正處在一個逐漸成長的時期，它會隨著各地方配套政策的具體化、簡約化的發展，越來越有市場吸引力。能源的分散(布)式發展、就地消納，畢竟是長期的主題。