世界范圍風(fēng)電發(fā)展存在的問題，越詳細(xì)越好。

【專家解說】：在發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)的共同努力下，以風(fēng)電為代表的新能源，正在努力突破制約其發(fā)展的瓶頸。 用“爆發(fā)性增長”這個詞來形容中國當(dāng)前的風(fēng)電行業(yè)再恰當(dāng)不過了，從2004年到2008年，中國風(fēng)電裝機(jī)容量連續(xù)3年增長超過100%。2008年，中國的風(fēng)電裝機(jī)容量首次超過500萬千瓦，提前完成了國家發(fā)改委提出的，要在2010年實現(xiàn)全國1000萬千瓦風(fēng)電裝機(jī)容量的預(yù)期目標(biāo)。從新增的風(fēng)機(jī)容量的角度看，中國目前在全球排名第二，按照總裝機(jī)容量計算，中國在全球排名第四。 但是，風(fēng)作為一種不受人控制的自然資源，它時有時無、忽大忽小。當(dāng)它作為一種電源接入到電力系統(tǒng)當(dāng)中時，它的間歇性和隨機(jī)性增大了電力系統(tǒng)的調(diào)峰難度，也給整個系統(tǒng)帶來了新的不穩(wěn)定因素，使得風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展面臨瓶頸。而以風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)的風(fēng)電調(diào)度管理技術(shù)、智能電網(wǎng)等為代表的技術(shù)手段，正在嘗試讓風(fēng)電像傳統(tǒng)電源那樣可觀、可控。 調(diào)峰——制約風(fēng)電最大障礙 電力系統(tǒng)最大的特點是實時動態(tài)平衡，也就是要保證每一個時刻所發(fā)出來的電與所消耗的電剛好平衡，才能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。在風(fēng)力發(fā)電接入電力系統(tǒng)之前，電力系統(tǒng)面對的是可以預(yù)測的負(fù)荷和可以控制的電源，在負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上，通過對發(fā)電的調(diào)度控制來保證電力系統(tǒng)的實時動態(tài)平衡。 而作為一種自然資源的風(fēng)，本身具有間歇性和隨機(jī)性，當(dāng)風(fēng)電作為一種電源接入到電力系統(tǒng)的時候，如果不做預(yù)測和調(diào)度管理，就需要在電力系統(tǒng)當(dāng)中留有與風(fēng)電容量相等的備用容量。這也就是要保證，當(dāng)無風(fēng)或者少風(fēng)的時候，電力系統(tǒng)中的其他電源能夠“頂”上來，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行；當(dāng)有風(fēng)的時候，其他電源能夠“讓”下去，使風(fēng)電接入電網(wǎng)。 這其實造成了很大的浪費(fèi)，“留備用的方式使其他的火電機(jī)組平均負(fù)荷率、平均出力下降，從而使得火電廠效率下降、煤耗上升，那么風(fēng)電省下來的煤，可能由于其他火電廠的效率下降而又消耗掉了?！敝袊娏茖W(xué)研究院新能源研究所副總工程師劉純說。隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在進(jìn)入快速發(fā)展的階段，按照2007年9月我國發(fā)布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2010年我國風(fēng)電總裝機(jī)容量為500萬千瓦，2020年達(dá)到3000萬千瓦。并且由于近幾年，中國政府出臺了一系列鼓勵政策和戰(zhàn)略舉措，使風(fēng)電進(jìn)入了規(guī)模發(fā)展階段。 但是，隨著風(fēng)電在電源中比例的增加，電力系統(tǒng)的峰谷差進(jìn)一步變大，這就需要進(jìn)行更大幅度的調(diào)峰，如果仍然采用電力系統(tǒng)留全部風(fēng)電容量備用的方式，電力系統(tǒng)將無法正常運(yùn)行。 “中國的電源結(jié)構(gòu)與國外有非常大的區(qū)別。”劉純說。在歐洲風(fēng)電發(fā)達(dá)國家，例如西班牙、德國，它的燃?xì)庋b機(jī)和水電裝機(jī)容量一直都是大于風(fēng)電的，這就使得調(diào)峰變得更容易，因為燃?xì)?、水電機(jī)組能夠做到百分之百調(diào)峰，同時調(diào)節(jié)速度很快。但是在中國，80%以上是火電機(jī)組，其最低調(diào)峰極限大致在50%~60%，也就是說如果電力系統(tǒng)的峰谷差大于系統(tǒng)最低調(diào)峰極限的時候，如果不對風(fēng)電進(jìn)行控制，風(fēng)電就不能接入到電力系統(tǒng)中來。 因此，電力系統(tǒng)的調(diào)峰是制約風(fēng)電發(fā)展最大的問題之一，但是“電力系統(tǒng)的調(diào)峰特性是由負(fù)荷特性和電源結(jié)構(gòu)決定的，調(diào)峰問題雖然反應(yīng)在電網(wǎng)部門的調(diào)度運(yùn)行上，然而它卻不是電網(wǎng)的問題，而是整個電力系統(tǒng)的問題，主要是我國的電源結(jié)構(gòu)問題?！眲⒓冋f。 “預(yù)知”風(fēng)的波動 要解決風(fēng)電發(fā)展的問題，需要改善電源結(jié)構(gòu)，“這是解決問題的根本措施”，增加調(diào)峰電源的數(shù)量，比如多一些水電的開發(fā)，建設(shè)一些抽水蓄能電站，每建設(shè)一個千瓦的抽水蓄能電站，能夠為電力系統(tǒng)提供兩個千瓦的調(diào)峰能力。在電力系統(tǒng)低谷的時候，抽水蓄能電站可以吸收電力，在高峰的時候放出電力，建設(shè)一部分抽水電站可以極大地改善電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力。 另外，還需要從政策上給予補(bǔ)償，不僅是對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，還包括其他參與調(diào)峰的發(fā)電廠，需要建立一種補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制，對為風(fēng)電調(diào)峰的其他發(fā)電廠，包括常規(guī)火電廠和抽水蓄能電站給予一定的補(bǔ)償，激勵火電廠參與調(diào)峰，同時也引導(dǎo)加快抽水蓄能電站的建設(shè)，改善電源結(jié)構(gòu)。 但是不管是改變電源結(jié)構(gòu)，還是制定一系列的政策，目前還很難一蹴而就。因此目前以風(fēng)電功率預(yù)測為基礎(chǔ)的風(fēng)電調(diào)度管理是“目前投入最少、能夠解決問題的方法”，雖然這些技術(shù)手段不能從根本上解決風(fēng)電調(diào)峰問題，但在現(xiàn)階段可以有效緩解風(fēng)電對電力系統(tǒng)調(diào)峰的影響。 其中的一項基礎(chǔ)性的技術(shù)就是風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)。中國的第一個風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)是由中國電力科學(xué)研究院新能源研究所研發(fā)的。國內(nèi)第一套用于電網(wǎng)調(diào)度的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)已經(jīng)在吉林電網(wǎng)投入運(yùn)行，這一開發(fā)研究項目2008年4月正式啟動，2008年9月投入試運(yùn)行，并于2009年3月19日通過專家驗收。 風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)是利用由氣象部門提供的數(shù)值天氣預(yù)報，作為系統(tǒng)的輸入，通過建立風(fēng)電預(yù)測模型，用物理方法和統(tǒng)計方法的預(yù)測模型來預(yù)測未來某一個時刻、某一片區(qū)域的風(fēng)電場輸出的功率。 2008年9月，風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)已經(jīng)在吉林電網(wǎng)投入試運(yùn)行，到2008年11月全面交由吉林調(diào)度中心運(yùn)行，通過歷史數(shù)據(jù)的不斷積累，到2009年3月，整個系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到了比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)?！澳壳罢麄€吉林省預(yù)測的平均絕對誤差大概在9%左右，效果還是不錯的?！眲⒓冊u價道。 未來，這套系統(tǒng)將在黑龍江、遼寧、甘肅、新疆、江蘇、河北等省推廣應(yīng)用，“預(yù)計到2009年年末2010年年初，這8套系統(tǒng)就能夠投入運(yùn)行?！眲⒓冋f。 當(dāng)然，風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)的應(yīng)用目前還需要解決一定的政策支持問題。由于電網(wǎng)調(diào)度部門面臨著風(fēng)電調(diào)峰帶來的巨大壓力，因此他們對于預(yù)測有強(qiáng)烈需求，首先開發(fā)了風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)并投入運(yùn)行，“其實整個系統(tǒng)應(yīng)該從電場做起，因為電場本身有更多的信息，更好的方法應(yīng)該是由風(fēng)電場來預(yù)測的?！眲⒓冋f。 其實進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測不僅會給整個電力系統(tǒng)帶來價值，也會給單一的風(fēng)電場帶來效益。首先，對于整個電力系統(tǒng)來說，可以通過預(yù)測合理地安排第二天的火電和其他常規(guī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電計劃，合理安排備用容量，使火電機(jī)組負(fù)荷率提高，煤耗下降，以提高整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行效益。其次，通過合理安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式，可以保證整個電力系統(tǒng)和風(fēng)電場的安全運(yùn)行。第三，風(fēng)電場可以根據(jù)預(yù)測的結(jié)果來合理安排檢修的時間，減少風(fēng)機(jī)檢修損失電量，提高經(jīng)濟(jì)效益。 在西班牙，風(fēng)電場的風(fēng)電功率預(yù)測是強(qiáng)制執(zhí)行的，它與電價掛鉤，如果風(fēng)電場希望獲得更高的上網(wǎng)電價，那么它就必須進(jìn)行預(yù)測。同時風(fēng)電預(yù)測的結(jié)果對電價也有影響，如果預(yù)測超過一定的偏差，將面臨著高額的罰款?！八晕覀円蚕Ｍ麌夷軌虺雠_有關(guān)政策規(guī)定，要求風(fēng)電場進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測，并參與考核。只有通過政策的激勵機(jī)制，調(diào)動風(fēng)電場參與預(yù)測的積極性，這項技術(shù)才能有更好的應(yīng)用效果”。 除了風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)之外，“風(fēng)能實時監(jiān)測也是非常重要的”，風(fēng)能的實時監(jiān)測是風(fēng)電功率超短期預(yù)測的基礎(chǔ)，應(yīng)用這個系統(tǒng)首先就要建一些實時測風(fēng)塔。以風(fēng)能實時監(jiān)測和風(fēng)電功率預(yù)測為基礎(chǔ)，開發(fā)風(fēng)電的調(diào)度管理和風(fēng)電的區(qū)域控制系統(tǒng)，“這些系統(tǒng)構(gòu)成了風(fēng)電調(diào)度支撐系統(tǒng)，目前我們正在研發(fā)?！眲⒓冋f。 風(fēng)電的“救命稻草” 2009年5月21日，國家電網(wǎng)公司首次向社會公布了智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃，并初步披露了其建設(shè)的時間表。根據(jù)此項計劃，智能電網(wǎng)在中國的發(fā)展將分為3個階段，最終的目標(biāo)是到2020年，全面建成統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。 之所以說智能電網(wǎng)是風(fēng)電發(fā)展的“救命稻草”，是因為它能夠解決風(fēng)電并網(wǎng)的遠(yuǎn)距離傳輸，以及調(diào)度控制問題，這兩點目前都是制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。 通過建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，實現(xiàn)可再生能源集約化開發(fā)、大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送和高效利用，改善能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)。通過建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，實現(xiàn)各類集中/分布式電源、儲能裝置和用電設(shè)施并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)化和電網(wǎng)運(yùn)行控制智能化，提高電力系統(tǒng)資產(chǎn)的運(yùn)營效益和全社會的能源效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。 “我國統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)具有‘堅強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動’的特點，與歐美等國的智能電網(wǎng)一樣，我國統(tǒng)一的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)也充分考慮了對可再生能源和新能源的支撐作用?！眲⒓冋f，“通過建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，實現(xiàn)可再生能源集約化開發(fā)、大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送和高效利用，實現(xiàn)各類集中/分布式電源、儲能裝置和用電設(shè)施并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)化和電網(wǎng)運(yùn)行控制智能化，能夠為包括風(fēng)電在內(nèi)的可再生能源發(fā)展提供強(qiáng)大的支撐?！? 歐美等國的可再生能源開發(fā)模式大多數(shù)是分散式開發(fā)，因此他們的智能電網(wǎng)更多考慮的是配電網(wǎng)，以方便各類分散式電源的靈活接入。 我國的可再生能源開發(fā)模式與歐美等國不同，由于資源中心與負(fù)荷中心的嚴(yán)重偏離，未來將在新疆、甘肅、內(nèi)蒙等西部地區(qū)建設(shè)若干個千萬千瓦級風(fēng)電基地，將電能轉(zhuǎn)輸?shù)饺A北、華東、華中電網(wǎng)等負(fù)荷中心消納。因此我國的智能電網(wǎng)就必須有一個可以跨區(qū)域優(yōu)化配置的特高壓的網(wǎng)架，才能支持風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)。同時，還需要通過智能電網(wǎng)的智能調(diào)度，來解決風(fēng)電接入后的電力系統(tǒng)調(diào)頻和調(diào)峰問題。因此“只有當(dāng)電網(wǎng)足夠堅強(qiáng)、靈活時，才能夠支撐可再生能源規(guī)?；?、可持續(xù)發(fā)展?！眲⒓儚?qiáng)調(diào)。 智能電網(wǎng)也并不像它的字面含義看起來只涉及到電網(wǎng)，實際上，它包含著發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等幾大環(huán)節(jié)，其中不僅涉及到電網(wǎng)公司，也涉及到發(fā)電企業(yè)和用戶。需要智能電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)的風(fēng)電，也是智能電網(wǎng)的一部分，其自身在調(diào)節(jié)控制性能、信息傳輸和互動等方面也要滿足智能電網(wǎng)的要求。