我國風電發(fā)展已取得矚目成就，但同時也面臨著嚴重的“棄風限電”問題，導致風電開發(fā)不得不轉向低風速地區(qū)，這些地區(qū)盡管沒有消納問題，但可開發(fā)的資源非常有限，且面臨復雜的開發(fā)環(huán)境，因此風電發(fā)展前景不容樂觀。實際上，解決風電消納問題，不僅需要相關技術措施，更要考慮體制性因素，只有利用市場機制，理順風電與其他能源發(fā)電的利益關系，才能從根本上突破風電發(fā)展瓶頸。

一、風電消納問題的技術解決方案

建設高電壓等級、遠距離、大容量的外送通道，被認為是解決大規(guī)模風電基地消納問題的有效途徑，但考慮到送出線路的利用效率，通道建設的經(jīng)濟性尚存疑問，且大規(guī)模風電波動也會對受電端電網(wǎng)的安全運行帶來影響。理論上，建設風電外送通道僅僅改變了風電的空間分布和利用，將局部地區(qū)的高風電比例轉變?yōu)楦鼜V大區(qū)域的低風電比例，風電的時間波動性并未改變，仍然需要其他能源電力支持，風電在能源結構中的地位無法改變，因此對于優(yōu)化調整能源結構的作用和意義并不大。

解決風電消納問題最直接的方案是采用儲能技術，目前技術比較成熟并得到大規(guī)模應用的是抽水蓄能電站，但該儲能方案對水源和工程應用場地有特殊要求，不利于大面積推廣；其它儲能技術方案，如電池儲能等，由于成本太高或效率較低，雖然有示范項目投運，但距離大規(guī)模電網(wǎng)儲能的商業(yè)應用尚有較大的距離。

另外，國家在解決“棄風限電”問題上做了各種嘗試，例如在限電比較嚴重的地區(qū)建設“棄風供熱”項目，但由于項目投入與產(chǎn)出比例失調，技術經(jīng)濟可行性較差而難以推廣；有些地區(qū)采用風火替代交易的方式爭取風電的上網(wǎng)電量，但由于利益補償機制不透明，分配方案復雜，導致發(fā)電企業(yè)的積極性不高，效果未達預期。
 

二、風電消納問題的體制性因素

實際上，無論是火電調峰，還是風火替代交易，都反映出當前風電發(fā)展困境中的體制性因素。在當前電力體制下，對于發(fā)電企業(yè)來說，發(fā)電計劃由電網(wǎng)公司制定，上網(wǎng)電價由物價部門核準，只要能夠低成本按計劃發(fā)電，就能保證企業(yè)的正常經(jīng)營和發(fā)展。在風電裝機規(guī)模日益增長的環(huán)境中，風電具有優(yōu)先上網(wǎng)、調度的優(yōu)勢，火電企業(yè)往往被迫為風電調峰，企業(yè)的利益得不到保證，形成“風火競爭”的利益格局，在冬季供熱季節(jié)，火電企業(yè)自然利用上網(wǎng)優(yōu)勢保證自身的利益，必然導致大規(guī)模風電限電。因此，風電目前的發(fā)展困境與其說是風電自身特性造成，不如說是當前電力體制的弊端使然。

要保證風電等可再生能源的持續(xù)健康發(fā)展，需要從電力體制改革入手，從國家發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》不難看出，新的電力體制改革主要是推進電力領域價格改革，推動供求雙方直接交易，構建競爭性電力交易市場。

在新的電力體制條件下，發(fā)電企業(yè)與用電方通過電力市場直接交易，發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營收入將主要依靠長、短期合同和實時電力平衡合同，調峰輔助服務市場將應運而生；在可再生能源裝機比例高的地區(qū)，發(fā)電與用電不易匹配，電力峰谷差拉大，調峰需求越大，調峰服務的市場價值越高，具備較強調峰能力的電廠將獲得巨大的調峰輔助服務收益，在市場競爭中占有優(yōu)勢。這樣，常規(guī)能源與可再生能源的利益不再是矛盾關系，市場利益促使常規(guī)發(fā)電企業(yè)有動力為可再生能源調峰，使原先“風火競爭”轉為“風火互補”，從而促進可再生能源的進一步發(fā)展。

三、電力調峰的技術創(chuàng)新

大力發(fā)展調峰電源是進一步促進可再生能源發(fā)展的重要前提條件，除了抽水蓄能電站以外，常見的調峰電源有水電站，燃氣電站、純凝式火電廠等。水電站具有較好的啟停特性，但對于水電資源貧乏的三北地區(qū)用處不大；燃氣電站具有良好的調節(jié)能力和調峰性能，但考慮到天然氣供給、價格等因素，燃氣電站的發(fā)展規(guī)模尚需深入研究；純凝式火電廠具有一定的調峰能力，但存在煤耗增加、排放增加、設備磨損、壽命減少的不利影響，而且我國“三北”地區(qū)純凝式火力發(fā)電機組比例小，冬季調峰能力嚴重不足。

以煤為主的能源資源稟賦特點決定了我國以煤電為主的電源結構，調峰電源還需以現(xiàn)有的火力發(fā)電廠為基礎，結合技術創(chuàng)新，將火力發(fā)電廠改造為調峰電廠，使之能夠適應電力系統(tǒng)負荷快速波動，具有良好調峰特性，同時又能夠優(yōu)化火電機組調峰煤耗，減少設備磨損，降低調峰排放，而且滿足供熱需求。

根據(jù)火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)流程和特點，在燃煤鍋爐和汽輪發(fā)電機之間增加一個高效熱儲能裝置，用于緩沖調峰帶來的能量波動，使鍋爐運行在穩(wěn)定工作點，保證煤耗和排放最優(yōu)。

對火電廠進行熱儲能技術改造，使之成為調峰電站，不僅是一種成本低、效率高、實用性強的解決電網(wǎng)調峰能力不足問題的解決方案，而且對于火電廠自身來說，調峰改造也有利于提高效率，降低成本，增加火電廠的市場競爭力。

四、結論

當前風電發(fā)展的困境不僅僅是可再生能源自身特點造成，更是當前電力體制下形成“風火競爭”局面的必然結果，只有建立起自由競爭的電力市場，通過市場的作用，將火電等化石燃料能源與可再生能源的利益機制理順，使二者結合起來，形成“風火互補”，創(chuàng)造出有利于可再生能源發(fā)展的市場環(huán)境，才能保證可持續(xù)的能源發(fā)展。

(張勇，龍源（北京）風電工程設計咨詢有限公司，副總經(jīng)理，高級工程師、孫繼棟，龍源（北京）風電工程設計咨詢有限公司，總經(jīng)理，教授級高級工程師)