以某风电场300万千瓦项目投资概算为例,风电本体投资225亿元,另配套送变电工程投资高达66.7亿元。而且这66.7亿元投资中尚未包括受端电网从750千伏至10千伏之间层层降压所需新增输变电投资。相比之下,以低电压分散接入系统的风电项目,新增输变电投资就少得多。
风电设备发电年等效利用小时数为2000多,光电更少,由此连带降低了输电系统效率。加之输送昂贵的风电光电,长距离线损和层层变损对输电经济性影响颇大,过网费进一步降低了经济竞争力。而就地消纳的新能源电力就没有这些成本。同时,在最高电压等级的电网上注入随机波动的能量流,有点像在“主动脉系统”里随机地供应间歇性“血流”,对整个大系统,特别是受端电网安全稳定运行和电能质量带来较大负面影响。
比如,2010年某企业在蒙西达茂旗某个大风电场附近做了个试验。在一座35千伏配电变电站墙外建设了4台1.5兆瓦风电机组,直接接入用电端。经过一段时间运行,结果令人振奋。这4台风机因无需建设场内送变电工程,造价比相邻风电场低1300元/千瓦,节省建设投资16%。风机日常出力与变电站平均负荷相当,发电量直接消纳,不用升压返送。特别是由于接入电压等级很低,对蒙西电力系统运行主要参数没有影响,从未出现“被弃风”情况,其折算年发电利用小时数达2500左右。而在距其不远处以220千伏电压接入高压系统的大风场,时会弃风限电,发电利用小时数明显低于试验机组。
辩证看待“快”、“慢”
如果新能源发展速度太慢,则不能满足我国调整能源结构紧迫形势的要求。经过一段时间的实践证明,高度集中开发风电、光电的模式,给装备工业和设备制造领域带来跨越式飞速发展,能创造“快”的奇迹。然而,设备仅是“工具”,最终要的是新能源电量。
目前,电网企业在系统安全平稳运行和风电电量消纳方面遇到较大困难,出现较多弃风和数次系统稳定事故,使超大规模集中并网的风电对电网运行安全性影响受到关注,大量限电使风电项目经济性降低,风电设备产能大量积压,产量大起大落。在出现较多问题的情况下,即使要继续原有开发模式,也需要认真总结经验,尽快解决已经发生的矛盾和问题。这也是当前风电发展速度出现放缓局面的原因所在。
然而,分散的风机可以同时建设,千家万户都来建,可谓“聚沙成塔、积少成多”。西班牙国土面积还不到内蒙古的一半,采用比较分散的开发模式,单个风电项目规模都不大,“遍地开花”,发展速度并不慢,风电装机总量达到了“风电三峡”的规模水平,风电电量占到全部电量的16%,风电运行容量占日负荷比例曾达到创世界纪录的53%。
以甘肃省为例,该省各地风能资源条件都不错。全省用电环节10千伏配电变电站有12.3万座。保守地假设,即使其中的90%都不具备建设和接入风机条件,那么可以接入风机的用电变电站还有1.2万座。如果考虑在每座10千伏用电变电器附近各建设并接入1台风机,很快就可以建成1.2万台。而现在,甘肃全省运行的风电机组数量仅3000多台。这个设想仅考虑了10千伏一个电压等级,还有上千座35千伏和110千伏配电设施可以容纳更大量风机,消纳更多风电电量。甘肃一个用电小省尚且如此,推广到全国呢?
而且,随着我国风电设备技术进步、性价比不断提高,适合低风速地区的风机发展很快。以往认为平均风速低于每秒6.5米的风能资源没有开发价值,现在若采用低风速风机,每秒5.5米的风能资源都具有了经济上的可开发性。过去山区、丘陵地带设备运输困难,也因有了分段桨叶技术而得到解决。这些都为全国各地分散开发建设风电提供了有利条件。