“十一五”期間，中國風電領(lǐng)域的成就舉世矚目，風電開發(fā)規(guī)模連續(xù)五年翻番。截至2010年底，全國風電吊裝容量達到4183萬千瓦，建設(shè)容量達到3580萬千瓦，并網(wǎng)容量達到3107萬千瓦，初步形成八大風電基地規(guī)?；_發(fā)的格局。我國已成為全球風電裝機容量增長速度最快、新增裝機容量最多的國家。
大規(guī)模風電并網(wǎng)是世界性難題，我國風電“大規(guī)模開發(fā)、遠距離輸送”的特點，給我國風電并網(wǎng)帶來更大的挑戰(zhàn)。我國風電資源開發(fā)的潛力巨大，2015年我國風電規(guī)模將超過9000萬千瓦，2020年將超過1.5億千瓦。未來要實現(xiàn)風電的大規(guī)模發(fā)展，還需要科學認識我國風電發(fā)展中面臨的問題，探索適合我國風電發(fā)展特點的解決途徑，促進風電持續(xù)健康發(fā)展。
統(tǒng)一規(guī)劃是風電持續(xù)健康發(fā)展的前提。風電出力特性客觀上需要其它電源與之相匹配，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)，這就要求風電要與其它電源統(tǒng)一規(guī)劃、風電與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃。目前由于風電規(guī)劃調(diào)整頻繁，風電規(guī)劃與其他電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)，兩級審批造成風電項目拆批現(xiàn)象嚴重，給風電及時并網(wǎng)和消納帶來困難。
統(tǒng)一規(guī)劃是風電大國西班牙健康發(fā)展風電的成功經(jīng)驗。西班牙制定了明確的風電規(guī)劃目標并嚴格執(zhí)行，實現(xiàn)了每年新增150萬千瓦左右的均衡發(fā)展。2009年起，西班牙實行風電預(yù)分配登記制度，規(guī)定新建風電場項目必須向中央政府管理機構(gòu)提交包括電網(wǎng)公司并網(wǎng)許可函在內(nèi)的一系列證明文件，未納入規(guī)劃的風電場一律不享受政府電價補貼，有效避免了風電的無序發(fā)展。
而良好的電源結(jié)構(gòu)和充足的備用是實現(xiàn)風電充分利用的基礎(chǔ)。風電具有隨機性、間歇性、波動速度快的特點，客觀上需要一定規(guī)模的靈活調(diào)節(jié)電源與之相匹配。燃煤機組調(diào)峰深度為50%左右，供熱機組僅5%～10%，燃氣和抽水蓄能機組調(diào)峰深度可達100%。以30萬千瓦機組為例，燃煤機組熱態(tài)調(diào)節(jié)速率為0.3萬千瓦/分鐘，具有靈活調(diào)節(jié)能力的燃氣機組調(diào)節(jié)速率可達1.5～3萬千瓦/分鐘，抽水蓄能機組可達15萬千瓦/分鐘。我國風資源豐富的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)以火電為主，東北地區(qū)煤電比重超過80%，華北地區(qū)煤電比重超過90%，具有靈活調(diào)節(jié)能力的水電（包括抽水蓄能）和燃氣等電源很少。隨著風電開發(fā)規(guī)模逐漸增大，系統(tǒng)調(diào)峰壓力越來越大，特別在冬春季節(jié)，火電機組的供熱期和風電機組的發(fā)電期相疊加，系統(tǒng)調(diào)峰非常困難，風電消納受到制約。
電源結(jié)構(gòu)與風電發(fā)展水平相匹配以及充足的備用是西班牙等國家風電利用水平高的主要原因。2010年，西班牙伊比利亞半島電網(wǎng)最大負荷是4412萬千瓦，裝機容量是最大負荷的2.2倍，系統(tǒng)備用水平全球最高。西班牙電源結(jié)構(gòu)中燃油燃氣及抽水蓄能機組等靈活調(diào)節(jié)電源所占比例為34.3%，約為風電的1.7倍。2000-2010年期間，西班牙風電增加1775萬千瓦，燃油燃氣電源增加1801萬千瓦，這是2010年西班牙風電裝機比例達到20.3%、風電發(fā)電量占全部用電量的比例達到16%的重要因素。2010年11月9日凌晨3點35分，西班牙電網(wǎng)風電出力占系統(tǒng)負荷比例的瞬時值達到54%，其中靈活電源對消納風電的貢獻率達到93.2%。
解決我國風電消納的根本途徑是大風電融入大電網(wǎng)。一方面不同地區(qū)風電場出力存在互補性，風電場分布范圍越大，風電出力的總體波動性越小，大電網(wǎng)能夠充分利用不同區(qū)域風電的互補性，平滑風電出力的波動；另一方面，風電的進一步發(fā)展，客觀上需要擴大風電消納范圍。電網(wǎng)規(guī)模越大，風電裝機占負荷的比例越小，風電對電網(wǎng)的影響越小。
我國的山東、江蘇等地風電裝機規(guī)模超過百萬千瓦，由于電網(wǎng)規(guī)模大，實現(xiàn)了風電的及時消納；通過蒙西電網(wǎng)與京津唐電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，低谷時段蒙西風電消納能力提高了50%。丹麥是北歐電網(wǎng)的一部分，與周邊國家電網(wǎng)聯(lián)系緊密，通過與挪威的大規(guī)模電力交換，實現(xiàn)了風電的高效利用。
我國風電主要集中在“三北”和東南沿海地區(qū)，八個千萬千瓦級風電基地開發(fā)規(guī)模占全國總規(guī)模的80%,集中度很高，當?shù)叵{空間非常有限。研究表明，加大跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)、擴大風電在“三華”電網(wǎng)消納范圍，2015年全國風電消納能力可從6500萬千瓦提高到1億千瓦，2020年提高到1.6億千瓦。
另外，風火聯(lián)合開發(fā)實現(xiàn)網(wǎng)對網(wǎng)輸電是破解我國風電“大規(guī)模開發(fā)、遠距離輸送”難題的有效途徑。在本地電網(wǎng)充分消納風電的基礎(chǔ)上，風火聯(lián)合開發(fā)，建設(shè)特高壓跨區(qū)輸電通道，實現(xiàn)網(wǎng)對網(wǎng)送電，可進一步增大風電開發(fā)規(guī)模、擴大風電消納市場，有效提高風電利用水平，也是提高風電外送經(jīng)濟性的重要途徑。與純風電外送相比，風火聯(lián)合開發(fā)、網(wǎng)對網(wǎng)送電具有兩點優(yōu)勢：一是火電上網(wǎng)電價較低，能大幅降低平均上網(wǎng)電價；二是火電參與風電調(diào)節(jié)，能保證輸電通道的利用小時數(shù)，有效降低輸電價。
盡管我國電網(wǎng)企業(yè)在風電功率預(yù)測方面開展了大量工作，但目前風電場的管理技術(shù)手段還相對滯后，風電場基本沒有建立風電功率預(yù)測系統(tǒng)，風電場自動發(fā)電控制尚不能接受調(diào)度指令等制約了風電的統(tǒng)一調(diào)度。
加強統(tǒng)一調(diào)度是西班牙保證風電消納的重要手段。西班牙規(guī)定：所有裝機容量超過1萬千瓦的風電場都必須安裝實時遙測和控制系統(tǒng)，風電場的實時運行數(shù)據(jù)必須實時傳遞至國家電網(wǎng)調(diào)度中心，調(diào)度中心可直接對風電場進行控制。西班牙建立了嚴格的風電調(diào)度計劃管理及考核機制，風電場上報的風功率預(yù)測曲線誤差超過20%將受到懲罰。我國有必要學習西班牙的經(jīng)驗，進一步加強風電場的統(tǒng)一調(diào)度管理。
嚴格的并網(wǎng)技術(shù)管理是有效利用風電的基礎(chǔ)。目前我國風機和風電場性能距世界先進水平還有較大差距，大部分風電機組低電壓穿越能力、有功和無功控制能力還不能滿足要求，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了隱患。德國、西班牙、丹麥等國均制定了嚴格的風電并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范并強制執(zhí)行，對風電場的電壓、頻率調(diào)節(jié)性能和故障穿越能力提出了明確要求，并限期完成老舊風電場的改造。隨著風電機組技術(shù)的進步，并網(wǎng)規(guī)范日趨嚴格。我國應(yīng)進一步加強風電并網(wǎng)技術(shù)管理。
電力系統(tǒng)是一個由發(fā)電、輸電、用電構(gòu)成的統(tǒng)一整體，進一步加強電力需求側(cè)管理，提高用電負荷對于風電出力的適應(yīng)性，是提高風電利用水平的有效途徑。通過智能電網(wǎng)構(gòu)建智能用電互動平臺，建設(shè)完善的電動汽車充換電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，在具備條件的地區(qū)建設(shè)大容量儲能（包括儲熱/儲電）綜合利用管理系統(tǒng)，合理調(diào)配用戶不同時段的用電需求，最大限度滿足風電消納的需要。
