摘 要:根據我國在分布式風電項目的相關政策,中科風電嘗試開發的分布式風電項目采用了自主設計的1.5 MW變速恒頻雙饋式風力發電機組,現分析了該分布式風電項目的優缺點,并結合國外分布式風電項目行業及市場現狀研究,對分布式風電項目的發展前景進行了展望。
關鍵詞:分布式風電項目;發展前景;政策支持
0 引言
早在2010年,我國就出臺了《可再生能源發展“十二五”規劃》,提出需要加快內陸資源豐富地區的風電開發,鼓勵因地制宜建設中、小型風電項目,就近按變電站用電負荷水平接入適當容量的風電機組,探索與其他分布式能源相結合的發展方式,實現我國各地分散風能資源的就近利用。
2011年,國家能源局發布了《關于分散式接入風電開發的通知》,標志著分散式風電項目的正式啟動。同年,國家能源局發布了《分散式接入風電項目開發建設指導意見的通知》,規定了分布式風電項目的定義、接入電壓等級、項目規模及審批流程等,明確了分布式風電項目管理方面的要求。
2012年,國內首批18個分布式風電項目獲得核準。此后,分布式風電項目逐漸放量,分布在內蒙古、甘肅、河南、江蘇、浙江等地,但累計裝機規模仍然很有限。
2013年,國家發改委發布《分散式發電管理暫行辦法的通知》,提出加強規劃管理,鼓勵就地消納等政策。
中科風電于2009年在內蒙古通遼市科左后旗率先開發建設了3 MW分布式風力發電項目,項目地處當地旗縣城鎮郊區,周邊工業區和牧區環繞分布式發電項目,該項目的并網發電為當地工業生產及農牧民生活提供了很好的電力供應保障,這一模式的成功實踐填補了當年內蒙古自治區乃至國內的風電空白。
分布式風力發電系統主要適用于在農村、牧區、山區及發展中的大、中、小城市或商業區附近建造,能較好地解決當地用戶用電需求,適應國家推動綠色發展和生態文明建設,滿足人民群眾對美好生活向往的需求。
1 分布式風電項目的嘗試
該分布式發電項目采用自主研發設計的1.5 MW變速恒頻雙饋式風力發電機組,輸出電壓10 kV接入科左后旗農電環網系統。風力發電單元由兩臺風電機組分別通過集電線路經兩臺升壓變壓器由690 V升至10 kV,通過兩回10 kV架空線路匯集接入10 kV支線,經10 kV支線就近接入當地農電66 kV變電站,經過運行維護機組多年穩定運行。2019年,兩臺分布式風電項目機組可實現年發電680萬kWh,單臺機組年發電小時數達2 267 h,該項目批復上網標桿電價0.303 5元/kWh,補貼電價0.196 5元/kWh,平均年發電收入300萬元以上,具有可觀的經濟效益。
中科風電3 MW分布式風電項目并網發電歷程:
(1)2009—2010年,立塔測風累積測風數據等信息,邀請專家到內蒙古通遼科左后旗甘旗卡嘎查胡勒斯臺實地踏勘微觀選址,提出可研報告,經專家評審,確定適用機型為1.5 MW變速恒頻雙饋型機組。(2)2010—2014年,組織落實兩臺1.5 MW分布式風電項目風力發電機組的設計生產任務;建設項目進場,開挖基礎,機組吊裝。(3)2015年6月—8月,向通遼市發改委提交并批準《兩臺機組科左后旗3 MW分布式電源并網申請》。(4)2016年1月—3月,電力設計院完成《兩臺機組科左后旗3 MW分布式風力發電項目接入系統方案》的設計;國網公司通遼供電公司組織專家完成并通過對《兩臺機組科左后旗3 MW分布式風力發電項目接入系統方案》的評審;下發《關于中科機電(通遼)有限公司科爾沁左翼后期3 MW風力發電等兩個項目接入系統方案評審意見》的通知;下發《關于中科機電(通遼)有限公司科爾沁左翼后期3 MW風力發電等兩個項目接入系統方案評審意見》的批復;國網公司完成對兩臺機組接入設計方案的驗收。(5)2016年4月—11月,與國網公司科左后旗農電局簽訂3 MW分布式風電項目《新建10 kV架空線路建設施工合同》;國網公司組織專家對新建10 kV架空線路工程進行竣工驗收,且驗收合格。(6)2016年4月,完成對兩臺機組高壓計量裝置的安裝及驗收;簽訂《兩臺機組分布式發電高壓供用電合同》;簽訂《兩臺機組分布式發電供用電安全管理協議》。(7)2016年9月,完成《關于申報內蒙古通遼市科左后旗呼勒斯臺3 MW風電場工程上網電價的請示》;通遼市發改委下發《關于核定內蒙古通遼市科左后旗呼勒斯臺3 MW風電場工程上網電價的批復》;簽訂《兩臺機組1#、2#風機并入通遼電網調度協議》;簽訂《兩臺機組分布式風力發電項目發用電合同》。(8)2016年11月,3 MW分布式風電項目正式并網發電。
2 分布式風電項目的優缺點
中科風電在該項目的審批、建設和運營過程中,經過不斷探索發現,分布式風電項目相對于集中式大規模風電項目具有以下優點:(1)項目占地面積小,選址靈活,利用閑散空地,最大化利用土地資源,不破壞自然環境,減少環保壓力。(2)距離接入點負荷中心較近,減少遠距離輸電帶來的電能損耗,節約遠距離輸配電建設成本,建設周期短。(3)采用就地消納模式,棄風限電可能性較小,發電量得到充分利用,項目經濟效益較好。(4)分布式項目各電站相互獨立,用戶可以自行控制,發生大規模停電事故概率極少,供電模式安全,可靠性較高。(5)調峰性能好,操作簡單,參與運行的系統少,啟??焖伲阌趯崿F電網調度自動化。(6)售電模式選擇較多,可選擇全額上網、自發自用、余量上網參與自由售電交易等模式。(7)分布式風電項目各省自行決策建設速度和規模,不占地區年度項目新增指標。
除了上述優點之外,也存在一些缺點:
(1)截至目前,以“就地消納、多點接入、集中監控”為主要特點的分布式風電項目仍缺乏相關行業標準;(2)分布式風電項目規模雖小,但辦理手續與集中式相近,甚至要提供就地消納評估材料;(3)沒有規模效應,單位綜合成本相對較高,對風資源選址條件要求也較高;(4)分布式風電項目不能建設過多測風塔,對項目進行精準化的風資源評估要求較高。
3 國外分布式風電項目行業及市場現狀
以美國為例,其分布式風電不同于公用事業規模的風電項目,風電設備安裝在最接近終端點以滿足用戶需求,例如:安裝在農場、工業或制造業設施或農村家庭中。
在美國,分布式風電裝機容量到2030年將實現300%的增長,到2050年累計裝機容量將實現增加近8倍。通過不斷的技術研發來降低技術成本,采用新的商業模式讓分布式風電更容易被消費者購買或使用,分布式風電將會實現更高水平的發展。通過近幾年的報告研究發現,隨著技術研發的不斷進步和技術成本的持續降低,極大地提升了消費者對風電的使用率。
為了降低分布式風電的技術成本,提高機組綜合性能至關重要。同時,不斷規范現場評估、項目開發及安裝流程,將促使分布式風電在美國電力行業中發揮更加重要的作用。
4 分布式風電項目發展前景
目前,國內分布式風電還沒有形成成熟的商業模式,但國家相關政策的出臺推動了分布式風電項目的開發。例如,2018年國家能源局正式下發的《分散式風電項目開發建設暫行管理辦法》(以下簡稱《辦法》)針對分布式風電規模小,投資收益相對較低,傳統投資模式難以維系的情況,提出了擴大資金來源的多項舉措。鼓勵各類企業、社會機構、農村集體經濟組織和個人參與投資分布式風電項目,從而實現投資主體的多元化,借助多方力量解決單個開發主體資金實力不足的問題。
此外,《辦法》明確了國家關于分布式發電的政策和管理規定均適用于分布式風電項目,這意味著分布式風電項目也可以參與市場化交易,選擇就近向其他工商業用戶等銷售電量;為分布式風電提供了靈活的上網方式,包括全額上網、自發自用、余額參與市場化交易等,提高了項目的經濟性。
收稿日期:2019-12-04
作者簡介:蔡志航(1974—),男,河北邯鄲人,高級工程師,研究方向:新能源及風電開發。