新申博,争议风电并网标准

浏览:3587    更新:2020-01-11 16:36:32
 

新申博,争议风电并网标准

新申博,3.22

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「导语」

风电在“公平接入”电网的过程中一直饱受非议。不再是吃奶小孩的风电企业与金字塔顶端的电网公司,谁该为风电的“公平入网”担责?两者的矛盾终于激化。

2011年2月24日,甘肃酒泉风电机组发生大规模脱网事故,598台风电机组集体脱网,损失出力84万千瓦,并造成西北主网频率最低至49.854hz,成为迄今为止中国风力发电对电网影响最大的一起事故。

彼时,正值我国风电大基地建设如火如荼,多起大规模风机脱网事故的集中爆发让风电发展迅速跌入寒冬,引发电网对风电安全性的担忧,并促使全国电力监管标准化技术委员会启动了对国家标准《风电场接入电力系统技术规定》的修订。

风电大规模快速发展的背后绕不过并网技术标准的有力支撑。而风电与电网公司,两者心态兀自微妙。处于金字塔顶端的电网公司作为市场的需求方,其消纳能力与消纳意愿,决定了风电产业的发展空间。风电发电企业作为可再生能源的优势无需赘言,但多年争取“公平入网”的过程中却接连遭受非议和责难。

矛盾终于激化。近日,一份由中国可再生能源学会风能专业委员会提交至国家能源局的风电并网技术标准修订稿建议,再次将新能源企业和电网之间的博弈推到风口浪尖。

导火索源于gb/t 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》标准的修订启动。2017年5月,中国电科院组织召开规定标准修订启动会。2017年10月底,标委会在深圳组织会议,讨论了该标准的修订稿。风能专委会质疑该修订正将一些无用的技术要求纳入并强制执行,而这“无疑将扼杀来之不易的新能源产业。”

电网公司的观点则是,标准的提高毋庸置疑,不能以获取更多的利益为由逃避改造。“为了不花费成本而抨击标准的提高,观点站不住脚。” 国家电网能源研究院新能源与统计研究所副所长谢国辉告诉《能源》记者,“标准对规范整个行业的发展起到非常大的作用,提高并网标准,规范后续新建的风机和风场,才能保证电网安全。”

一方是不再“吃奶”的风力发电企业,另一方是地处“金字塔顶端”的电网公司,究竟谁该为风电的“公平入网”担责?

风电企业的质疑

可再生能源是目标,电网安全稳定是约束。常被电网公司“卡脖子”的风电行业对电网公司颇有怨言。

“目前国内充斥着‘技术性’系统视角的平衡实现与系统安全,而非以市场为基础的解决思路;对于‘谁的问题,又是谁来承担成本’的责任划分与成本分摊是一笔糊涂账。”

《能源》记者采访多位风电从业人士得知,风电界口中的“多年来在争取‘公平接入’电网的过程中面对非议和责难”的“槽点”主要在于:电网对风电并网技术标准提出了过多不必要的高于火电、水电的要求;电网公司过于强势,为了追求经济效益,常以保障电网安全为由回避其对风电收购的责任,以及世界上很多的国家(包括发展中国家)不需要牺牲电网的安全稳定,也保证了非常低的弃风限电。

风电业界无疑已将与电网公司的“纠葛”上升至体制与利益冲突的“原罪”,“常年的弃风弃光以及新能源、火电、电网、政府机构之间交织的利益格局冲突,把弃风弃光这样实质上由于体制约束和利益格局冲突导致的复杂问题,描述为‘客观的技术挑战’”,“技术挑战是一口筐,啥都往里装”。

对于新一轮的新能源并网标准修订,风能协会秘书长秦海岩质疑该修订正将一些无用的技术要求纳入并强制执行,这无疑将扼杀来之不易的新能源产业。

“因为局部利益没理顺而导致新能源的空前浪费,相关各方毫无疑问难逃‘不顾大局’的诟病;如果扣上‘技术挑战’的帽子导致不能消纳,则变成了大家都不得不尊重的‘客观现实’。修订标准看似是‘帮助’新能源的大型基建工程,实则包藏杀机。”秦海岩表示。

对于此次标准修订,《能源》记者获取的一份中国可再生能源学会风能专业委员会呈交至国家能源局的一份“关于gb/t19963《风电场接入电力系统技术规定》深圳会议修订稿的建议”显示,风能专业委员会对此次标准修订的争议点在于修订动机以及新增多项技术指标的经济性与合理性。

风能专委会提交至国家能源局的意见称,“深圳会议修订稿提出了很多尚处于学术研究阶段、缺乏实际运行验证的技术要求。这些技术要求一旦成为标准,将大幅推高风电投资成本,且即使风电场满足这些技术要求,对电网环节所面临的问题依然无法得到有效解决,不利于风能产业健康持续发展。”

此外,风能专委会质疑,标准修订不符合技术上先进、经济上合理原则。“gb/t19963深圳会议修订稿中的一些技术条款,并未从技术必要性和社会成本最小化的角度出发。如惯量响应、一次调频、风电场阻尼等要求,绝大多数尚属于学术科研阶段,并无实际运行验证的过程,完全不具备成为工业标准的条件。”

修订稿建议显示,“这些要求对电网所面临的问题并没有实际作用,仅仅起到了转嫁责任的效果,一旦实施会造成社会资源的极大浪费”。

以修订稿中新增加的“风电场调频支撑”要求为例,风能专委会认为,据广泛调研,我国电网在gb/t19963-2011标准实施后,未曾因风电等新能源接入导致频率稳定问题。现有曾经暴露出的电力系统调频问题是传统机组调频功能管理或系统调度问题导致,让风电进行惯量响应和一次调频不解决实际问题,避重就轻。

此外,风电机组提供增加处理的调频服务,代价巨大。标准草案中要求新能源电源常态限电额定容量的6%,考虑到风电的平均功率也仅为额定功率不到25%,此要求相当于永远放弃约为25%的风电发电量。

电力系统一次调频能力的缺失,主要由于对传统发电机组调频性能管理的不足导致。新能源在系统中占比很小,即使具备新规定的一次调频能力,对增强全网一次调频能力的意义也非常小,但代价巨大。“对于调频能力的供给,应以市场化原则配置,以获得最高的社会效益和付出最小的社会代价为原则,不应在国家标准中武断规定”。

新标准将让风电行业为巨额改造成本买单,这让“追兵颇多”的风电产业利润越杀越薄,在“红海”里挣扎。标准草案中对无功能力的新要求将使得目前大部分风电机型的变频器容量大幅提高,由此引起变流器成本增加15-20%,进而导致每台机组平均增加成本7-10万元。按当前每年新增装机2000万千瓦估算,直接造成每年无效投入7-10亿元;而若要对存量的11万多台组改造,无效投入则高达70-100亿元,造成行业的巨大浪费。

风能专委会的诉求是,建议标准修订单位以技术科学性和经济合理性为原则,对标准修改的全部条款提供必要的理论分析,并由电网企业提供充分的电网故障及实验验证数据作为支撑,平等讨论新能源的适应性,支持新能源健康持续发展。

电网公司的考量

“现在要把风电当作电力系统电源的一部分来看待,电网的并网技术标准要求理应更为严格。”在电网人士看来,已成为中国的第三大电源,不再是“吃奶的小孩”的风电应当为电网的安全运行买单,承担更大的义务。

风电出力随机性较强,其不可控的波动性是其对电力系统调度运行的主要影响因素之一,因此风电的大规模接入将会为电网调度带来巨大困难。一般认为,系统拥有足够灵活的可调节容量(即调峰调频能力足够)是电网接纳风电最重要的先决条件之一。

“风电大规模并网对网架结构薄弱、系统调节能力较低的‘三北’部分地区电网将带来很大的影响,需要强化对风电并网技术标准的要求。”谢国辉告诉《能源》记者,“风电脱网事故发生的隐疾在于有很多并网技术不符合标准,此前考虑到我国风电的大规模发展,标准适当放宽了对风电并网的相关技术要求。现在出现高压穿越等问题,为了配合风电大幅度安全输出,必须满足高穿等标准要求。”

对于修订稿的技术要求是否过于严苛这一问题,谢国辉对《能源》记者表示,电网对风电的标准其实与火电相比还是有一定的距离的,并没有那么严格。而“高穿和无功调节可能使一些机型进行改造,确实要付出额外的成本”。

但随着越来越多的风电接入,加强风电并网管理、提高并网技术标准是大势所趋,国外的标准也在不断提高。“风电企业认为标准要求太高了,从增加负担和成本的角度向能源局反馈,说他们现在承受不了,但提高标准是大趋势,不能以现在还要获取更多的利益角度逃避改造,不应以不想花费成本为由抨击标准的提高。”

谢国辉表示,“围绕大趋势走才是正确方向,标准对规范整个行业的发展有很大的重要性,规范后新建的风机和风场才能有意识地向高标准靠拢,从长远来看保证电网的安全。”

对此,中国电力企业联合会规划发展部电力统计与数据中心副主任张琳受访时向《能源》记者分析,对标准进行新一轮修订的原因在于一些问题已经暴露出来,如近期东北、酒泉等地出现了高电压穿越问题。

“在张北、酒泉等地区,已经出现过因风机不具备低电压穿越能力,导致风机大规模脱网问题。出现问题后,把机理搞清楚了,在很短的时间就解决了,并且只是在风机上简单的做一些改变,并不需要过多投入。”张琳举例。

“标准需要超前考虑,如果把标准问题事先考虑清楚,或者在发现苗头后,在大规模发展之前未雨绸缪,在一开始设计时就考虑相关技术要求,留有改造条件,可能付出较小的代价,有效规避大规模集中并网后暴露大量问题。”

在其看来,电网明确提高风机性能,是为了风电更大规模的发展服务,这与风电未来发展方向并行不悖。电网阻碍风电发展的观点明显是错误的。

张琳直言,“如果不去解决,就会形成量的积累,达到质的变化。电网的安全,同时也是风电场发电机组的安全,两者是一个统一体。”

对于风能专委会对标准修订不符合经济上合理原则的质疑,张琳回应称,是否经济不是可以直观判断的,需要研究用数据说话。“需要考量的是系统侧解决问题的代价小,还是通过风电场解决的代价小,我相信在标准修订过程中是要研究这个问题的。”

对于技术是否先进性质疑,张琳认为电网企业具备相关的检测工具和计算手段,暴露出来的问题是有依据、势必需要改进的。如果对此视而不见,就脱离了技术层面的讨论。如果说依靠常规电源来解决,也是不正确的,因为煤电的规模会越来越小,风电、光伏发电的规模会越来越大。

要想适应更大规模的发展,风电行业绕不过负重前行。“如果对低电压穿越、高电压穿越不做要求,对风电场频率支撑也不做要求,在大规模的风电发展过程当中,再不对风机的性能做优化做调整的话,很难适应下一步的发展。”张琳直言。

争论如何和解?

笼罩在风电与电网争议的高气压一直被归咎于“利益问题”的原罪。多位风电从业人士向《能源》记者表示,“新能源行业毕竟是小弟,企业利益小、话语权也少;火电有地方利益、央企利益、金融利益,以及最大的电网利益。电网公司所代表的传统能源利益,在这场争论中主导了标准的发布。”

在能源基金会清洁电力项目主任、原龙源电力集团副总工程师陆一川看来,跨产业链标准问题的实质即为利益之争。

“一般来说跨产业链的工业标准的功能是确定产业链各环节之间在技术上的接口,也就是各环节之间技术上的权利和义务,那当然是利益问题。这样的工业标准应当追求全产业链成本在满足市场质量需求基础上的最小化。即全行业要大多数做得到,性价比要比较好才行。在能源转型的过程中社会成本最小化才是主线,盲目追求看似高大上的性能是无意义的浪费。”陆一川说。

“追兵颇多”的风电产业利润越杀越薄,但降成本并不意味着不能承担义务。

新能源行业分析师李岩(化名)认为,风电产业对修订稿的质疑主要来源于对风电场接入要求的大幅提高以及随之而来的成本问题。“如果单从技术层面上看,风电的不确定性的确可以被调度环节克服,但是是在不计各种成本的条件下。”

“承担义务也有优化的方式,不应力推无谓浪费的方式。” 陆一川给《能源》记者做了一个比喻:就如同子女要承担养老义务,不能让最穷最闲的孩子出钱,让最忙最能挣钱的孩子花时间,这是把全家的钱往水坑里扔。

“电力系统就像一个大家庭,义务的承担大家应该各自发挥优势打好配合战,达到保证电网安全目的的同时满足全社会用电的绿色低成本需求。”陆一川说。

对此,信达证券首席区块链专家、首席能源互联网研究员曹寅对《能源》记者分析,该议题争论的本质在于利益究竟向哪方妥协:是新能源要适应现在以火电为代表的传统能源行业,还是以火电为代表的传统能源要适应新能源行业发展。

“传统能源代表当前的利益主体,而新能源代表未来。从道理上讲,应该让传统能源资产、装备、服务等,尽可能配合新能源。但从‘屁股决定脑袋’的角度来看,绝大部分能源行业利益主体还是站在传统能源一端,因此从利益角度来看,必须要让新能源服务大能源利益分配的格局。”曹寅分析道。

李岩对上述观点表示认同,他向《能源》记者表示,电网接纳能力不够强、跨区电力交易壁垒、电力供需关系宽松、利益纷争等都是导致弃风严重的原因,但最主要的原因是电力宽松背景下的利益纷争。

“在我国电力供需较为宽松的大背景下,风电成为我国主要电力品种之一的原因并非电力短缺,而是其低碳环保的优点,因此风电从进入市场之日起即注定是要与传统发电抢份额的,新能源与传统能源间在一定程度上是先天的对立关系,而我国电力装机以火电为主的特点又在调峰层面加剧了这一对立。”

李岩分析称,从最极端的角度考虑,即使目前电网建设已臻完美,所有新能源送出通道都已完备,大规模新能源接入的调峰调频能力和安全隐患也已解决,也依然要面临在需求一定的情况下,传统能源与新能源抢份额的问题,这其中涉及到的利益纷争带有很多主观因素,是要解决的核心问题。而在解决了整体供需背景下的份额问题之后,解决技术层面的问题,在资金充足的情况下只是时间问题。

“此次并网标准的修订已被利益绑架,并不面向未来。”一位不愿具名的业内资深业内人士对《能源》记者坦言。

该人士进一步举例,“这就如同汽车与马车同时在路上运营,汽车代表未来发展方向,马车代表落后工具,难道要让汽车服从马车的运行习惯?如果汽车快了,是不是要怪罪汽车阻塞了交通,使得马车跑不起来,应该由汽车让位?从交通运输服务使用者角度来看,我们肯定是欢迎新成员汽车,而非马车。 ”

而在张琳看来,把“弃风”等问题一股脑儿归咎于利益与体制问题的说法过于偏颇,“解决弃风问题需要多措并举,要加快灵活调节电源建设,加快跨省区电网互联互通建设,同时也要完善电力市场交易机制,建立辅助服务补偿机制等等。体制机制往往是游戏规则,但有硬伤不去解决的话肯定是行不通的。”

在其看来,风电“弃风”存在客观原因,与风电的随机性、间歇性和波动性特点有直接关系。

“比较而言,欧美等国灵活电源比重较高,西班牙、德国、美国占比分别为34%、18%、49%,我国的灵活调节电源占比仅为6%,而风电资源又集中在“三北”地区,灵活调节电源比例更少。所以灵活调节电源是必须要做的,这也是国家在《电力“十三五”发展规划》中提出的明确要求。

就像疏导城市交通拥堵问题,要架桥、修路,也会考虑错峰上下班或者限号运行,后者就是游戏规则,主要是挖掘潜力。但不能过分强调游戏规则,一定程度上架桥、修路是绕不过去的”张琳说。

大规模新能源远距离输送,对于风电和电网两者而言都是一层阴霾。“远距离大容量直流,电网送受两端都难受”,长期工作于国家电网一线系统运行领域的资深从业者王思远(化名)颇显无奈,“受端电网就如同用一个大号水龙头往小脸盆里放水,送受两端都用大量火电支撑,这么多火电等着呢,哪里还有新能源的空间”?

对于争议一事,国家电网系统内部人士陈路(化名)认为并非坏事,大家可以在博弈中寻求共识,风电与电网的目标方向是一致的,都是为了满足中国更大规模的发展新能源的需要。

李岩认为,问题解决的核心在于理顺电力系统各环节的成本,克服新能源发电随机性的成本和利益格局的变化, “修订稿仍有探讨空间,电网要求风电场自身技术要求提高应该是出于降低调度压力、平衡接纳能力和建设经济性等诉求,从这方面来看有其合理性。同时也应考虑风电场技术要求提高的实现可能性与经济性。”

在“观点的自由市场”上辩驳之后,最为关键的是,下一步谁来主持把事情解决。陆一川告诉《能源》记者,行业标准从制度上来说既不是电网说的算,也不是发电说的算,而是国家能源标准主管机构说的算。对于重要的定义产业链各环节之间权利义务的标准,风电企业呼吁一个各方参与、开放透明的制定过程。电网公司更多的出于系统安全性考虑,希冀标准的讨论回归技术本质而非其他。

gb/t 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》标准系国家标准,相当于行业在技术上的权利和义务,规定的改动拍板钉钉后将意味着巨量资金的花费。而国家能源标准主管机构对于风电企业的诉求与电网公司的考量,就如同站在两颗鸡蛋上跳舞,踩碎哪个都不行。

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