發(fā)布時間:2010-7-14 5:23:33 作者:yztpdq 來源:本站 瀏覽量:7215 【字體:
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丹麥的風力發(fā)電已經(jīng)占到了全國入網(wǎng)電量的20%,最高峰時達到60%。
丹麥現(xiàn)有5000多臺風力發(fā)電機運轉(zhuǎn)著,這些風機有的矗立在近海大型風力發(fā)電場,有的則分布在鄉(xiāng)間。
風機總裝機容量3100兆瓦,如果風速達到10米每秒,這些風機發(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點之間,大人們在準備晚餐,孩子們在看電視。
不停頓于20%,丹麥計劃在2013年,將風電總裝機量提高40%, 2025年,丹麥的電力供給有一半來自于風能。
“和中國同行一樣,丹麥也為風電并網(wǎng)苦惱,為解決風電并網(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DONG公司副總裁Kund Pedersen介紹。
“解決風電并網(wǎng)的秘密其實不止一個”,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,要使風電入網(wǎng)并保證良好的電網(wǎng)運行,需要的條件非常多。包括,電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃、準確的風力預(yù)測,在無風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,而且電力消費者還必須看好風電。
丹麥的堅強智能電網(wǎng)
關(guān)于風力如何并網(wǎng)的故事都應(yīng)該從堅強的智能電網(wǎng)開始。而丹麥的堅強智能電網(wǎng)要從丹麥的電力網(wǎng)絡(luò)運營商丹麥國家電網(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90年代,大規(guī)模的風電首次并網(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:www.coffeeupcyclellc.com
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)公司每年耗費數(shù)億克朗,用于擴展和加強丹麥電網(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)公司負責可再生能源并網(wǎng)發(fā)電,“若想完成這樣的任務(wù),必須要用強有力的規(guī)劃,例如評估風場的位置以及估算新電網(wǎng)的鋪設(shè)”。
除此之外,無風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,丹麥全國的風機發(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,當風力不夠的時候,我們可以從挪威引進環(huán)保的水電。而在夏天,當熱電煉廠發(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)常從挪威引進水電”。
這種電力的互送非常頻繁,一年中,丹麥要進出口的電相當于該國總用電量的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)電還倚重于風電主導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。風電的價格被設(shè)置為市場上最低價格。風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:www.coffeeupcyclellc.com
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。”該交易中心負責北歐國家間的電力交易。
在丹麥,電價對于并網(wǎng)的風電量非常敏感,任何并網(wǎng)電量的變化,都會導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),由于風力發(fā)電的邊際成本非常低,風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。當風力發(fā)電量超過丹麥用電需求時,市場電價會下降,而當發(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)在風場運營商向電網(wǎng)運輸時,用戶還必須繳納各種和環(huán)境相關(guān)的稅費,大約相當于總電價的四分之三。
每年1次或2次,丹麥風電發(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電價制度,意味著,當電力市場飽和時,供電商如果要發(fā)電,還必須付費。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)可以通過交易達到平衡。這就是市場機制:我們低價買進額外發(fā)的電,而高價賣到需要電力的地方。”
一旦西風強勁,電價在北歐電力交易中心的價格就直線下降——這時,丹麥5200臺風力發(fā)電機都開足馬力全速運轉(zhuǎn),風電并網(wǎng)功率達到最高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)測的用電量和風力發(fā)電量。
實際情況是,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。
至于風速的預(yù)測,中國有句古話“天有不測風云”——丹麥國家電網(wǎng)控制中心的主要任務(wù)是監(jiān)測風速是否和預(yù)測完全吻合,但這仍然是理想狀態(tài)。
因而當風速在每秒5米至每秒15米之間時,風速每秒變化1米,丹麥電網(wǎng)中風電功率變化會達到350兆瓦??刂浦行牡墓ぷ魅藛T必須時刻關(guān)注風機的發(fā)電量。一旦發(fā)電量超過預(yù)測,必須馬上調(diào)整。
電網(wǎng)公司先進的系統(tǒng)可以幫助控制中心工作人員日常工作,通過和風力發(fā)電廠并網(wǎng),隨時讀取數(shù)據(jù),風力的數(shù)據(jù)可以實時更新,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)風電波動可以達到50次,這給調(diào)度員提出了挑戰(zhàn)。
當所有參與北歐電力市場的發(fā)電廠都在正常運轉(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)公司打算進一步擴展國家間的電網(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”。
而如果歐盟要實現(xiàn)2020年可再生能源占消耗20%的目標,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,“我們必須讓風電發(fā)揮更大的作用,比如用于運輸、電動汽車、建筑供暖等。我們要整合電力系統(tǒng),更多開發(fā)風電的用處”,DONG公司副總裁Kund Pedersen說。
一個理想的情景是,風力強勁時,丹麥輸送風電給光電發(fā)達的西班牙,而西班牙則將烈日的光能送給無風時的丹麥。