我国风能资源分布与八大风电基地消纳方案
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我国风能资源分布与八大风电基地消纳方案
秦为胜
风能是一种清洁的可再生能源,是指由太阳辐射地球表面受热不均,引起大气层中受热不均匀,从而使空气沿着水平方向运动,空气流动所形成的动能。
是太阳能的一种转化形式。
我国的风能资源分布广泛,其中较为丰富的地区主要集中在东南沿海及附近岛屿以及北部(东北、华北、西北)地区,内陆也有个别风能丰富点。
此外,近海风能资源也非常丰富。
下面是我国四大风能丰富区:
(a)沿海及其岛屿地区风能丰富带,为我国最大风能资源区:沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市),沿海近10 千米宽的地带,年风功率密度在200 瓦/平方米以上,风功率密度线平行于海岸线。
(b)北部地区风能丰富带,为我国次大风能资源区:北部地区风能丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏和新疆等省(自治区),近200 千米宽的地带。
风功率密度在200-300 瓦/平方米以上,有的可达500 瓦/平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁、承德围场等。
(c)内陆风能丰富区:风功率密度一般在100 瓦/平方米以下,但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响,风能资源也较丰富。
(d)近海风能丰富区:东部沿海水深5-20 米的海域面积辽阔,但受到航线、港口、养殖等海洋功能区划的限制,近海实际的技术可开发风能资源量远远小于陆上。
不过在江苏、福建、山东和广东等地,近海风能资源丰富,距离电力负荷中心很近,近海风电可以成为这些地区未来发展的一项重要的清洁能源。
我国风能资源地理分布与现有电力负荷不匹配。
沿海地区电力负荷大,但是风能资源丰富的陆地面积小;北部地区风能资源很丰富,电力负荷却较小,给风电的经济开发带来困难。
由于大多数风能资源丰富区,远离电力负荷中心,电网建设薄弱,大规模开发需要电网延伸的支撑。
“三北”地区、内蒙古高原靠近冬季风源地;地形平坦,阻力小,风能资源十分丰富,但远离电力消费市场,输电难,导致近年弃风现象严重;东南沿海地区风能资源丰富,有夏季风、海陆风及台风可利用,当地常规能源缺乏,加之人口城市密集,能源需求量大,风电清洁环保、有利于改善大气环境质量;科技发达,经济水平高,开发风能资源条件好,
效益高。
我国陆地上从新疆、甘肃、宁夏到内蒙古,是一个大风力带;同时还有许多大风口,如张家口地区,鄱阳湖湖口地区、云南大理等。
这些为风能的集中开发利用提供了极大的便利。
由于风电的不稳定性,远距离输电需与火电或水电捆绑。
国家电网计划在风电煤电资源富集地区,采用风火打捆方式联合外送;而对于无法捆绑的地区通过建设抽水蓄能电站来解决调峰问题。
国家发改委、国家能源局规划的“八大千万千瓦级风电基地”为:河北风电基地、内蒙古东部风电基地、内蒙古西部风电基地、吉林风电基地、江苏沿海地区风电基地、甘肃酒泉风电基地、新疆哈密风电基地、山东沿海风电基地。
位于甘肃省河西走廊西端的酒泉市是中国风能资源丰富的地区之一,境内的瓜州县被称为“世界风库”,玉门市被称为“风口”。
据气象部门最新风能评估结果表明,酒泉风能资源总储量为1.5亿千瓦,可开发量4 000万千瓦以上,可利用面积近1万平方千米。
中国最大的风电基地位于甘肃酒泉,它是中国第一个千万级风电基地,也是世界最大的风力发电基地,工程总投资1200亿,是我国继西气东输、西油东输、西电东送和青藏铁路之后,西部大开发的又一标志性工程。
酒泉市地处甘肃省河西走廊西端,祁连山和马鬃山南北相望,特殊的地理环境和地形及冬季风的影响,使酒泉蕴藏着丰厚的风能资源,在我国风能资源区划中被确定为风能资源丰厚区。
酒泉风电开发始于1996年,经过10多年的建设,目前已建成5座大型风电场,风电装机规模达到41万千瓦。
酒泉风电基地远景风电总装机容量为3 565万千瓦。
由于风电总装机容量庞大,各基地均被冠以“陆上三峡”称号。
但与总装机容量不匹配的是,大部分风电基地位于我国西北地区,当地用电负荷低,自身消纳能力弱。
上述种种,决定了大部分电量需在更大范围进行消纳。
截止2014年6月底,全国已累计核准大型风电基地8个,核准容量1900万千瓦。
它们是:酒泉基地一期和酒泉基地二期共680万千瓦,张家口基地一期和张家口基地二期共300万千瓦;承德基地100万千瓦;通辽开鲁基地150万千瓦;巴彦淖尔乌拉特右中旗基地210万千瓦,包头达茂旗基地160万千瓦;哈密东南部基地200万千瓦;甘肃民勤红沙岗基地100万千瓦。
2010至2016年,我国“弃风”造成的电量损失累计高达1512亿千瓦时,相当于三峡与葛洲坝两座电站2016年发电量之和的1.5倍,也相当于火电燃用4600万吨标煤、等效
排放1.3亿吨二氧化碳。
电力企业积极拥护国家能源新政,不断加快转型步伐,但弃风问题已成为风电产业发展的主要瓶颈。
目前,我国因弃风直接导致的经济损失累计已达700多亿元,这一数据甚至高于国家前六批可再生能源补贴的总额。
我国八大风电基地与主要负荷呈现逆向分布格局,风电送出和消纳成为风电发展瓶颈之一。
国家电网确定,风电主要消纳方向为华北、华中、华东地区,呈现“西电东送”、“北电南送”格局。
具体来讲,宁夏、山西、辽宁、山东、江苏风电主要在省内电网消纳;河北风电除在京津唐电网消纳外,还需要外送到“三华”电网的其他地区消纳;蒙西、吉林、黑龙江、蒙东、甘肃、新疆风电除在省(区)内消纳外,还需要通过跨省区电网,在区域电网和“三华”电网消纳。
据国家电网测算,2015年,全国消纳风电规模将超过9000万千瓦,2020年,这个数字将达到1.5亿千瓦。
1、新疆哈密风电基地输电方案:建设淖毛湖、三塘湖等风电汇集站,与哈密、哈密南750千伏站共同汇集风电。
建设哈密-河南800千伏直流和哈密-山东1100千伏直流两条特高压工程,将哈密风电送至“三华”负荷中心。
2、甘肃酒泉风电基地输电方案:建设敦煌、桥湾南750千伏站,与瓜州、玉门330千伏站共同汇集风电。
酒泉风电一期主要通过河西走廊750千伏工程外送,二期将通过酒泉-湖南800千伏特高压直流外送,将酒泉风电送至“三华”负荷中心。
3、河北风电基地输电方案:建设康保、尚义、解放、莲花滩、御道口500千伏汇集站,汇集河北风电,接入张北、锡盟特高压站集中送出。
4、吉林风电基地输电方案:吉林风电在东北电网消纳,以500千伏送出为主。
建设通榆、向阳、四平500千伏汇集站,与甜水、松原、长岭站共同汇集风电。
5、蒙西风电基地输电方案:蒙西风电以包头、乌兰察布和锡盟三个地区分别汇集,通过4个特高压交流通道和蒙西-江苏、锡盟-江苏2回特高压交流,送至“三华”负荷中心。
6、蒙东风电基地输电方案:建设老风口、朱日河、开鲁、杨树沟门、松山和兴安南等500千伏站汇集风电。
建设呼伦贝尔-山东、呼伦贝尔-豫北、赤峰-江苏3回800千伏特高压直流,将蒙东风电送至“三华”负荷中心。
7、江苏风电基地输电方案:江苏风电分散分布于东部沿海,当地负荷水平较高,网架相对坚强,风电主要在当地电网消纳,以500千伏及以下电压等级送出为主。
8、山东风电基地输电方案:山东风电分散分布于东部沿海,当地负荷水平较高,网架相对坚强,风电主要在当地电网消纳,以500千伏及以下电压等级送出为主。