中国风电发展与并网应用模式研究_衣立东
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关键词： 风电开发； 电网； 并网
０ 引言
能源是经济社会发展的重要保障。改革开放以 来， 我国经济社会发展取得了巨大成就， 能源需求
快速增长， 能源生产与消费总量已列世界第二位。 我国能源资源禀赋决定了能源消费以煤炭为主。据 统计， ２００７年， 我国常规化石能源的消费结构分别 为： 煤 炭７６．６％、石油１１．３％、天然 气３．９％； 而 同 年 全 球能源消费结构中， 煤炭２８．４％、石油３５．８％、天然气 ２３．７％。从目前来看， 我国的能源生产和消费仍以煤 为主。
将有以下重大技术问题亟需破解： （ １） 风能资源基础资料匮乏， 风电开发缺乏统
一规划， 风电规划与电网规划脱节， 难以保障风能 利用；
（ ２） 风能富集区电网薄弱， 风电大规模接入电 网困难， 风能输送受阻；
（ ３） 风能具有随机性和间歇性， 风电大规模集 中上网可能引发电网安全稳定问题；
（ ４） 大规模风能等可再生能源规模开发将对电 源结构产生调整， 受端电网结构及运行方式将发生 转变， 同时需求侧用电方式也会随之调整。
在学习借鉴国外成功发展经验和做法的同时， 要结合我国实际， 除重点解决以上规模风电与大电 网方面存在的技术问题， 完成风电发展的既定目 标， 还应该根据发展的需要适时调整完善相关产业 政 策 ； 加 快 培 育 并 实 现 国 产 化 、规 模 化 的 风 电 设 备 制造产业， 降低投资成本， 形成促进可再生能源发 展的产业链。
因 此 ， 要 完 成 全 面 建 设 小 康 社 会 、实 现 现 代 化 的宏伟目标， 保持经济社会可持续发展， 必须逐步 转换传统能源利用方式， 提高能源利用效率； 调整 能源结构， 走能源供应多元化的道路， 大力发展风 能、太 阳 能 等 可 再 生 能 源 ， 增 加 其 在 能 源 供 应 中 的 比重。
根 据 我 国 风 电 开 发 特 点 ， 要 开 发 好 、利 用 好 风 能资源， 满足大型风电基地并网的条件， 必须具备 足够的调峰容量， 只有调峰容量匹配电网才有能力 接纳大规模风电； 必须加快建设坚强的电网， 只有 依托坚强的电网才能保证风电的可靠送出， 才能充 分 发 挥 系 统 的 调 峰 能 力 ， 才 能 为 风 电 跨 省 、跨 大 区 利 用 提 供 运 输 通 道［５］。
从 全 国 来 看 ， 华 北 、华 东 、华 中３个 同 步 电 网 实 现特高 压交流连 接 ， 再 与 西 北 、东 北 、南 方３个 异 步 电网进 行直流连 接 ， 实 施 “一 特 四 大 ”战 略 ， 搭 建 全 国范围的资源优化配置平台， 在资源富集地区发展 大 火 电 、大 水 电 、大 核 电 、大 可 再 生 能 源 等 电 力 外 送 基地， 实现各类能源在电网上集约化运输， 促进资 源优化配置和高效使用。
２０１０年
受 电 规 模／万ｋＷ ２０１５年
２０２０年
京津冀鲁
３ ４５９
４ ３３５
５ ０３５
华中东四省
１ ５００
２ ４４０
３ ４００
华东
１ ８３０
３ ５１０
４ ９９０
重庆
２００
４００
６００
南方
４８０
４８０
４８０
我国“三北”地区风能富集 ， 地区的电网建设能 否跟上、配套， 是风电开发中最重要、最直接的因素 之一。
此外， 受能源资源和环保容量的影响， 中东部 地区受电空间将不断扩大， 各水平年受端省（ 市） 送 受电规模见表２。风电大规模开发后， 所在区域电网表Βιβλιοθήκη 各水平年受端省（ 市） 送受电规模
受端省（ 市）
第 ２４ 卷 第 ３ 期 ２００８ 年 ９ 月
文章编号： １６７４－ ０００９（ ２００８） ０３－ ００３５－ ０５
电网与清洁能源 Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ
中图分类号： ＴＫ８９；ＴＭ６１４； ＴＭ７１５
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔ．２００８
１．１ 全球主要国家风电发展现状及规划 近年来， 全球风电产业一直持续、快速增长，
２００２—２００７年的年均增长率约为２４％， ２００７年世界风 电装机容量新增约１ ９８０万ｋＷ， 累计约９ ４００万ｋＷ， 而且 风电比其它常规电源增长率高的趋势仍在继续。 ２００７年世界累计风电装机前１０名的国家见表１［１］。
的基础上， 分析我国风电开发的主要瓶颈， 分析现 有电网对风电接入的适应性， 研究大型风电基地并 网模式和风能广泛利用问题。
１ 国内外风电开发利用对比分析
地 、江 苏 盐 城 沿 海 地 区 百 万 千 瓦 级 风 电 基 地 。 这 与 国外， 特别是欧洲地区风电分布较为均衡并就地上 网、就地消纳有着很大的区别， 例如， 丹麦分级上网 就地消纳的特点十分显著， 丹麦西部电网风电场在 各电压等级中的比重见图１。
表１ ２００７年世界风电装机前１０名国家
万ｋＷ
国家 德国 美国 西班牙 印度 中国 丹麦 意大利 法国 英国 葡萄牙
风电 装机 ２ ２２８ １ ６８８ １ ４７１ ７８５ ５８８ ３０９ ２７２ ２４７ ２３９ ２１５ 容量
欧盟风电发展比较迅速。根据能源发展的需 要， 欧盟制定了风电发展计划和目标， 要求到２０１０年 风 电 装 机 容 量 达 到 ８ ０００ 万 ｋＷ， ２０２０ 年 达 到 １．８亿ｋＷ， ２０３０年风电装机容量要达到３亿ｋＷ， 发电 量要达到７ ２００亿ｋＷ·ｈ， 届时分别占欧盟风电装机 容量和发电量的３５％和２０％。可见， 不久的将来， 风 电将成为欧盟的重要替代能源。总体来看， 风电发 展快的国家都有强有力的政府激励政策支持风电 的开发与利用。印度作为发展中国家跻身世界风电 发展大国之列， 亦主要得益于国家政策扶持。
（ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｇｒｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ ｔｏ ｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｕｒｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ， ｄｅｍａｎｄ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｄｅｍａｎｄ－ ｓｉｄｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ， ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＂ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｃｃｅｓｓ ＂ａｎｄ＂ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｃｏｎｓｕｍｍａｔｉｏｎ＂ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＂ｉｎ ｐａｒａｌｌｅｌ＂ ａｎｄ ＂ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ＂， ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｕｐｇｒａｄｅｓ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ； ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ； ｇｒｉｄ － ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ 摘要： 从我国能源供需总体形势出发， 结合分析国外风电发 展状况， 阐述了大力发展风能等可再生能源的必要性和意 义， 提出了我国在风电开发与利用中存在的主要问题。分析 了 风 电 大 规 模 开 发 对 电 源 和 电 网 结 构 、运 行 方 式 、需 求 侧 用 电 方 式 等 产 生 的 影 响 ， 基 于 风 电 和 电 网 的 规 划 建 设 要 “同 步 进 行 ”和 “同 步 配 套 ”， 提 出 了 “分 级 接 入 ”和 “分 区 消 纳 ”的 风 电发展利用模式， 全面提升电网对可再生能源的运输能力。
在各类可再生能源中， 风力发电是发展最快、 技术最成熟、最具大规模开发和商业化前景的产 业， 是具备快速成为主流电源的可再生能源。我国 风电发展潜力巨大， 但也面临诸多问题。
本文将在对比分析国内外风电开发利用情况
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
３６
衣立东等： 中国风电发展与并网应用模式研究
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．３
２ 风电开发与电网建设要同步
２．１ 风电规划与电网规划同步进行 根据我国风电开发的特点， 要完成国家风电发
展 规划目标， 满 足 风 电 “保 证 接 入 、全 额 收 购 、优 先
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
第 ２４ 卷 第 ３ 期
电网与清洁能源
３７
调度”的要求， 必须实施大规模、远距离输电和大范 围资 源 优 化 配 置 ， 规 划 建 设 以 特 高 压 交 、直 流 电 网 为骨干网架， 各级电网协调发展的电网运输体系。
文献标志码： Ａ
中国风电发展与并网应用模式研究
衣立东， 朱敏奕， 魏 磊
（ 西北电网有限公司， 西安 ７１００４８）
Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ Ｃｈｉｎａ’ｓ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇｒ ｉｄ－ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ
ＹＩ Ｌｉ－ｄｏｎｇ， ＺＨＵ Ｍｉｎ－ｙｉ， ＷＥＩ Ｌｅｉ
虽然我国煤炭资源丰富， 目前来看可使用百年 以上， 但是高强度开采、远距离大规模运输， 不仅使 煤炭资源消耗过快， 而且增加了交通运输和环保压 力。过度依赖煤炭这一单一资源， 还将大大降低能 源安全供应的可靠性。我国可再生能源资源丰富， 大 力 开 发 可 在 满 足 能 源 需 求 、改 善 能 源 结 构 、减 少 环境污染、促进经济发展等方面发挥巨大的作用。 根据预测， 我国可再生能源资源可获得量为７３亿ｔ标 煤／年， 而目 前开 发 量 仅 约２．２亿ｔ标 煤／年 ， 远 低 于 世 界平均使用率。
我国风能资源比较丰富， 初步估算１０ ｍ高度可 开发利用的风能资源约１０亿ｋＷ， 如果扩展到５０ ｍ以 上高空， 风电资源将至少再增加一倍［２］， 发展潜力 巨 大。为大力发展可再生能源， 促进风电开发， 我国实 行了一系列有关鼓励可再生能源和风电发展的政 策， 有力地推动了我国风电建设的全面展开。按照 国 家 发 展 规 划 中 提 出 的 目 标 ， 到２０２０年 ， 全 国 风 电 总装机容量将达到３ ０００万ｋＷ［３］， 为实现１亿ｋＷ积极 创造条件， 占届时发电装机容量的１０％。２０４０年或 ２０５０年实现５亿乃至１０亿ｋＷ， 在届时的发电装机和 发 电 量 中 占２０％以 上［４］。
此外， 在风电开发过程中， 由于单个风电场规 模较小， 在组织大规模风电送出方面， 区域电网、省 级电网将发挥极其重要的作用。因此， 做好区域风 电与电网协调规划， 建设各电压等级的坚强电网， 满足建设风电大基地、融入大电网的要求也至关 重要。 ２．２ 电网建设与风电基地建设同步配套
通过研究风电发展较快国家开发与利用的经 验可以看出， 风电的开发往往离不开大电网的支 持。为输送和消纳大量的风电， 必须大力加强各级 电网建设， 特别是高等级主网建设。
我国受风能资源分布及电网条件等因素影响， 风 电开发 往 往 表 现 为 规 模 大 、集 中 程 度 高 、输 电 距 离远等主要特点， 例如甘肃酒泉千万千瓦级风电基 地 、内 蒙 古 赤 峰 等 地 将 建 设 数 个 百 万 千 瓦 级 风 电 基
图１ 丹麦西部电网风电场在各电压等级中的比重
１．２ 我国风电发展主要瓶颈 根 据 我 国 风 电 大 规 模 、高 集 中 、远 距 离 的 特 点 ，
０ 引言
能源是经济社会发展的重要保障。改革开放以 来， 我国经济社会发展取得了巨大成就， 能源需求
快速增长， 能源生产与消费总量已列世界第二位。 我国能源资源禀赋决定了能源消费以煤炭为主。据 统计， ２００７年， 我国常规化石能源的消费结构分别 为： 煤 炭７６．６％、石油１１．３％、天然 气３．９％； 而 同 年 全 球能源消费结构中， 煤炭２８．４％、石油３５．８％、天然气 ２３．７％。从目前来看， 我国的能源生产和消费仍以煤 为主。
将有以下重大技术问题亟需破解： （ １） 风能资源基础资料匮乏， 风电开发缺乏统
一规划， 风电规划与电网规划脱节， 难以保障风能 利用；
（ ２） 风能富集区电网薄弱， 风电大规模接入电 网困难， 风能输送受阻；
（ ３） 风能具有随机性和间歇性， 风电大规模集 中上网可能引发电网安全稳定问题；
（ ４） 大规模风能等可再生能源规模开发将对电 源结构产生调整， 受端电网结构及运行方式将发生 转变， 同时需求侧用电方式也会随之调整。
在学习借鉴国外成功发展经验和做法的同时， 要结合我国实际， 除重点解决以上规模风电与大电 网方面存在的技术问题， 完成风电发展的既定目 标， 还应该根据发展的需要适时调整完善相关产业 政 策 ； 加 快 培 育 并 实 现 国 产 化 、规 模 化 的 风 电 设 备 制造产业， 降低投资成本， 形成促进可再生能源发 展的产业链。
因 此 ， 要 完 成 全 面 建 设 小 康 社 会 、实 现 现 代 化 的宏伟目标， 保持经济社会可持续发展， 必须逐步 转换传统能源利用方式， 提高能源利用效率； 调整 能源结构， 走能源供应多元化的道路， 大力发展风 能、太 阳 能 等 可 再 生 能 源 ， 增 加 其 在 能 源 供 应 中 的 比重。
根 据 我 国 风 电 开 发 特 点 ， 要 开 发 好 、利 用 好 风 能资源， 满足大型风电基地并网的条件， 必须具备 足够的调峰容量， 只有调峰容量匹配电网才有能力 接纳大规模风电； 必须加快建设坚强的电网， 只有 依托坚强的电网才能保证风电的可靠送出， 才能充 分 发 挥 系 统 的 调 峰 能 力 ， 才 能 为 风 电 跨 省 、跨 大 区 利 用 提 供 运 输 通 道［５］。
从 全 国 来 看 ， 华 北 、华 东 、华 中３个 同 步 电 网 实 现特高 压交流连 接 ， 再 与 西 北 、东 北 、南 方３个 异 步 电网进 行直流连 接 ， 实 施 “一 特 四 大 ”战 略 ， 搭 建 全 国范围的资源优化配置平台， 在资源富集地区发展 大 火 电 、大 水 电 、大 核 电 、大 可 再 生 能 源 等 电 力 外 送 基地， 实现各类能源在电网上集约化运输， 促进资 源优化配置和高效使用。
２０１０年
受 电 规 模／万ｋＷ ２０１５年
２０２０年
京津冀鲁
３ ４５９
４ ３３５
５ ０３５
华中东四省
１ ５００
２ ４４０
３ ４００
华东
１ ８３０
３ ５１０
４ ９９０
重庆
２００
４００
６００
南方
４８０
４８０
４８０
我国“三北”地区风能富集 ， 地区的电网建设能 否跟上、配套， 是风电开发中最重要、最直接的因素 之一。
此外， 受能源资源和环保容量的影响， 中东部 地区受电空间将不断扩大， 各水平年受端省（ 市） 送 受电规模见表２。风电大规模开发后， 所在区域电网表Βιβλιοθήκη 各水平年受端省（ 市） 送受电规模
受端省（ 市）
第 ２４ 卷 第 ３ 期 ２００８ 年 ９ 月
文章编号： １６７４－ ０００９（ ２００８） ０３－ ００３５－ ０５
电网与清洁能源 Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ
中图分类号： ＴＫ８９；ＴＭ６１４； ＴＭ７１５
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔ．２００８
１．１ 全球主要国家风电发展现状及规划 近年来， 全球风电产业一直持续、快速增长，
２００２—２００７年的年均增长率约为２４％， ２００７年世界风 电装机容量新增约１ ９８０万ｋＷ， 累计约９ ４００万ｋＷ， 而且 风电比其它常规电源增长率高的趋势仍在继续。 ２００７年世界累计风电装机前１０名的国家见表１［１］。
的基础上， 分析我国风电开发的主要瓶颈， 分析现 有电网对风电接入的适应性， 研究大型风电基地并 网模式和风能广泛利用问题。
１ 国内外风电开发利用对比分析
地 、江 苏 盐 城 沿 海 地 区 百 万 千 瓦 级 风 电 基 地 。 这 与 国外， 特别是欧洲地区风电分布较为均衡并就地上 网、就地消纳有着很大的区别， 例如， 丹麦分级上网 就地消纳的特点十分显著， 丹麦西部电网风电场在 各电压等级中的比重见图１。
表１ ２００７年世界风电装机前１０名国家
万ｋＷ
国家 德国 美国 西班牙 印度 中国 丹麦 意大利 法国 英国 葡萄牙
风电 装机 ２ ２２８ １ ６８８ １ ４７１ ７８５ ５８８ ３０９ ２７２ ２４７ ２３９ ２１５ 容量
欧盟风电发展比较迅速。根据能源发展的需 要， 欧盟制定了风电发展计划和目标， 要求到２０１０年 风 电 装 机 容 量 达 到 ８ ０００ 万 ｋＷ， ２０２０ 年 达 到 １．８亿ｋＷ， ２０３０年风电装机容量要达到３亿ｋＷ， 发电 量要达到７ ２００亿ｋＷ·ｈ， 届时分别占欧盟风电装机 容量和发电量的３５％和２０％。可见， 不久的将来， 风 电将成为欧盟的重要替代能源。总体来看， 风电发 展快的国家都有强有力的政府激励政策支持风电 的开发与利用。印度作为发展中国家跻身世界风电 发展大国之列， 亦主要得益于国家政策扶持。
（ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｇｒｉｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ ｔｏ ｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｕｒｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’ｓ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ， ｄｅｍａｎｄ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ － ｓｃａｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｄｅｍａｎｄ－ ｓｉｄｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ， ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＂ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｃｃｅｓｓ ＂ａｎｄ＂ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｃｏｎｓｕｍｍａｔｉｏｎ＂ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ＂ｉｎ ｐａｒａｌｌｅｌ＂ ａｎｄ ＂ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ＂， ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｕｐｇｒａｄｅｓ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ； ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ； ｇｒｉｄ － ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ 摘要： 从我国能源供需总体形势出发， 结合分析国外风电发 展状况， 阐述了大力发展风能等可再生能源的必要性和意 义， 提出了我国在风电开发与利用中存在的主要问题。分析 了 风 电 大 规 模 开 发 对 电 源 和 电 网 结 构 、运 行 方 式 、需 求 侧 用 电 方 式 等 产 生 的 影 响 ， 基 于 风 电 和 电 网 的 规 划 建 设 要 “同 步 进 行 ”和 “同 步 配 套 ”， 提 出 了 “分 级 接 入 ”和 “分 区 消 纳 ”的 风 电发展利用模式， 全面提升电网对可再生能源的运输能力。
在各类可再生能源中， 风力发电是发展最快、 技术最成熟、最具大规模开发和商业化前景的产 业， 是具备快速成为主流电源的可再生能源。我国 风电发展潜力巨大， 但也面临诸多问题。
本文将在对比分析国内外风电开发利用情况
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
３６
衣立东等： 中国风电发展与并网应用模式研究
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．３
２ 风电开发与电网建设要同步
２．１ 风电规划与电网规划同步进行 根据我国风电开发的特点， 要完成国家风电发
展 规划目标， 满 足 风 电 “保 证 接 入 、全 额 收 购 、优 先
风力发电
Ｗｉｎｄ Ｐ ｏｗｅ ｒ
第 ２４ 卷 第 ３ 期
电网与清洁能源
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调度”的要求， 必须实施大规模、远距离输电和大范 围资 源 优 化 配 置 ， 规 划 建 设 以 特 高 压 交 、直 流 电 网 为骨干网架， 各级电网协调发展的电网运输体系。
文献标志码： Ａ
中国风电发展与并网应用模式研究
衣立东， 朱敏奕， 魏 磊
（ 西北电网有限公司， 西安 ７１００４８）
Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ Ｃｈｉｎａ’ｓ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇｒ ｉｄ－ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ
ＹＩ Ｌｉ－ｄｏｎｇ， ＺＨＵ Ｍｉｎ－ｙｉ， ＷＥＩ Ｌｅｉ
虽然我国煤炭资源丰富， 目前来看可使用百年 以上， 但是高强度开采、远距离大规模运输， 不仅使 煤炭资源消耗过快， 而且增加了交通运输和环保压 力。过度依赖煤炭这一单一资源， 还将大大降低能 源安全供应的可靠性。我国可再生能源资源丰富， 大 力 开 发 可 在 满 足 能 源 需 求 、改 善 能 源 结 构 、减 少 环境污染、促进经济发展等方面发挥巨大的作用。 根据预测， 我国可再生能源资源可获得量为７３亿ｔ标 煤／年， 而目 前开 发 量 仅 约２．２亿ｔ标 煤／年 ， 远 低 于 世 界平均使用率。
我国风能资源比较丰富， 初步估算１０ ｍ高度可 开发利用的风能资源约１０亿ｋＷ， 如果扩展到５０ ｍ以 上高空， 风电资源将至少再增加一倍［２］， 发展潜力 巨 大。为大力发展可再生能源， 促进风电开发， 我国实 行了一系列有关鼓励可再生能源和风电发展的政 策， 有力地推动了我国风电建设的全面展开。按照 国 家 发 展 规 划 中 提 出 的 目 标 ， 到２０２０年 ， 全 国 风 电 总装机容量将达到３ ０００万ｋＷ［３］， 为实现１亿ｋＷ积极 创造条件， 占届时发电装机容量的１０％。２０４０年或 ２０５０年实现５亿乃至１０亿ｋＷ， 在届时的发电装机和 发 电 量 中 占２０％以 上［４］。
此外， 在风电开发过程中， 由于单个风电场规 模较小， 在组织大规模风电送出方面， 区域电网、省 级电网将发挥极其重要的作用。因此， 做好区域风 电与电网协调规划， 建设各电压等级的坚强电网， 满足建设风电大基地、融入大电网的要求也至关 重要。 ２．２ 电网建设与风电基地建设同步配套
通过研究风电发展较快国家开发与利用的经 验可以看出， 风电的开发往往离不开大电网的支 持。为输送和消纳大量的风电， 必须大力加强各级 电网建设， 特别是高等级主网建设。
我国受风能资源分布及电网条件等因素影响， 风 电开发 往 往 表 现 为 规 模 大 、集 中 程 度 高 、输 电 距 离远等主要特点， 例如甘肃酒泉千万千瓦级风电基 地 、内 蒙 古 赤 峰 等 地 将 建 设 数 个 百 万 千 瓦 级 风 电 基
图１ 丹麦西部电网风电场在各电压等级中的比重
１．２ 我国风电发展主要瓶颈 根 据 我 国 风 电 大 规 模 、高 集 中 、远 距 离 的 特 点 ，