“间歇性”并非风电独家原罪大规模并网不是异想天开

　　风电其实并不是什么最近才兴起的新能源，但是经过了几十年的发展，能源圈内圈外依然存在一个挺普遍的观点，那就是风电具有间歇性，或者说波动性。很多人因此认为风电不如煤电“稳定”，大规模并网会影响整个电力供应系统的安全。

　　吕某特地拜访了中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩先生，跟他一块聊了聊风电的“间歇性”，或者说“波动性”，对于电网安全的影响。

　　吕成之：中国已经设定了2030年非化石能源发电量力争达到50%的目标，可再生能源发电的占比也不断提升，但很多人依然觉得可再生能源不稳定。比如说风电，会有人说一旦没了风，电力供应就没了保障，因此大规模的风电并网会威胁到整个电力供应体系的稳定。作为风电行业的从业人士，您对这一类观点怎么看？

　　秦海岩：这个观点确实普遍。很多人觉得一旦没有风，风机就转不了，那靠风力发电的地区可能就要彻底断电了。也有人看到路边建好的风机没转起来，就觉得可能是因为风电不稳定，所以被弃用了。这些想法和怀疑不是完全没有道理，风电不稳定，这是事实。但是我们同时要认识到另一个事实，那就是电力系统，包括供电和用电，它们本质上都是高度不稳定的，受到很多计划和非计划因素的影响。

　　在用电侧，由于天气、自然灾害、事故等原因会造成用电量的突然变化，会导致某一地区用电负荷不同时间尺度内的不稳定。而就供电侧而言，所有的电源都可能发生波动，所有的系统也都可能在某一点发生故障。比如传统大型电厂为了满足电网调度的要求或计划停机等，这都会造成瞬间输出波动。

　　很多人说“风电不如煤电稳定”。有数据显示，火电厂非计划停运造成的损失平均占其发电量的6%。一个火电厂或核电站输出的波动，往往瞬间发生，去掉的容量高达上千兆瓦，这才是真正的间歇现象。瞬间波动导致整个电力系统崩溃的事故也屡见不鲜。例如2003年波及北美8个洲以及加拿大安大略省的、有史以来北美最大范围的停电，其起因就是俄亥俄州的一家电力公司没有及时修剪树木，触到高压电缆造成短路。这就是一家发电厂下线产生的多米诺骨牌效应。

　　所以在我看来，一味地说“风电的波动性会造成电网的不稳定”是不准确，且有失公平的。“不稳定”是整个电力系统的常态，电网的功能就是提供平衡服务。

　　吕成之：那正如您所说，“不稳定”虽不是风电的“独家原罪”，但也是确确实实存在的一个问题。从风电技术的角度来看，您觉得我们应该如何解决这个问题呢？

　　秦海岩：其实从风电技术的角度来看，我们所谓的“解决这个问题”并不是说通过某种技术让风电变成一种稳定的电源，而是减小风电波动性对于整个电力系统带来的影响。其实风电波动性对于整个电力系统的影响，并没有“传说中”那么吓人。规模大、布局好的风电，不仅不会威胁电力系统的供应稳定，相反，能够在更大程度上保障区域供电的稳定。

　　我们不能将风电从电力系统中的割裂出来单独讨论，他们应该是一个整体。也就是说，有些时候我们看到某一台风机，或者说某一个风电场停了，但风能资源所发出的电在整个电力体系中并没有完全停止。而且，随着并网风电机组数量的上升，风电在电网中的变化会变小。对于整个电力供应系统来说，除非发生所谓的“风电机组连锁脱网事故”，个别风机或风电场的停转并不会产生很大影响。

　　理论上来说，随着风电装机容量的增加以及空间分布区域的增大，风电功率的相对波动也会变得越来越平缓，有很明显的“平滑效应”。这一点我们在稍大一些地理范围的汇聚效应曲线的时候就会更加清楚，打个比方，如果把某个省份风电的单场、地区和全省三条汇聚效应曲线放在同一张图上，一般来说全省的那条线会是最为平滑的，并且会是全年保持发电的状态。也就是说，即使具有波动性，风电的保证容量也绝不会是零，而且大量的实时数据表明会高于60%。

　　同时，我们还可以通过数值天气预报模型和数据统计等多种方法来进行预报。从电网系统的平衡来讲，天气方面的波动真的不算什么，像出力偏差这种不可预计的波动才是问题。目前，我国距离实现风电输出功率的日前与日内滚动预测，已经非常接近。随着智能运维水平和预测准确率的提升，风电的出力预测已经可以满足电网调度的需要，主要的问题是电网如何改变调度策略。

　　吕成之：您刚刚也提到了，规模大、布局好的风电能够在更大程度上保障区域供电的稳定，关于这点您可不可以给一个具体的案例呢？

　　秦海岩：这类例子其实很多，很多欧洲国家都做得不错。我记得欧洲风能协会2010年的时候出版了一份《欧洲大规模风电并网研究报告》，指出在风电作为供电助力的电力系统中，风电可以满足既有的电网框架与运行规则下大型电力需求的20%甚至更高，并且不会造成严重的技术或其他实际问题。

　　比如说德国，德国联邦网络局（BNetzA）公布过几组数据，2006年到2017年，德国可再生电力生产的份额从11.3％上升到了33.1％，主要来自风能和太阳能发电站等“波动来源”；而每年每位消费者平均停电时间从超过20分钟，降低到只有15分钟，（2016年为13分钟）。这就说明，新能源电力的增加，对电力供应的安全几乎没有影响，甚至更好。欧洲能源监管委员会（CEER）也就欧洲各国电力供应安全问题出过研究报告，德国就被评为是全欧电力供应最安全的国家。丹麦也是一个很好的例子，2018年时丹麦的电网中风电比例就已经超过了40%。

　　吕成之：没错，欧盟确实在可再生能源这一块一直属于领跑梯队的。早在15年前，欧盟委员会就已经提出“风电面临的主要挑战之一就是如何有效地大量并入欧洲电力系统”。当时也是很多反对的声音，不过现在这些疑虑基本上已经不存在了。但是国内对于这个问题的讨论依旧激烈，您怎么看？

　　秦海岩：这需要一个过程。我们不能否认中国在发展可再生能源的路上的进步，不论是技术上还是观念上。7年前，中国可再生能源学会风能专业委员会编译发表了美国国家可再生能源实验室（NREL）撰写的《破解风电迷思》，回应了风电行业对于风电能否顺利并网，如何控制波动性等问题的讨论。7年后的今天，我们继续努力来尝试解决这个问题，希望行业内外能有更多人更加充分的了解风电，不要因为对于“波动性”或“间歇性”这些标签的片面理解而对风电信心不足，也不能将“弃光弃电”这些实质上由于体制约束和利益格局冲突导致的复杂问题想当然的归咎于风光电技术有限。

　　作为一个风电从业者，我还是很期待看到，从决策者到从业者，能更多的从政策和经济层面减少风电的非技术障碍，进一步提升电力系统中的风电比例，让清洁低碳的可再生能源在能源转型、减缓气候变化和保护环境方面发挥更大的作用。

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