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中德风电并网政策和技术标准的比较研究

发布时间:2020-06-30 19:16:50 阅读: 来源:直埋厂家

风电行业兴起于20世纪70年代的石油危机背景之下。在过去30多年里,风电在全球范围内经历了快速的发展。目前,风力发电凭借其技术相对成熟、资源异常丰富等优势,在世界各国新能源发展战略中已居于主导地位。相关国家纷纷出台各种政策和技术标准,促进风电技术的发展和风电电力的消纳。其中,德国早在20世纪80年代风电兴起时,便敏锐地意识到其重大战略意义和广阔的应用前景,制定了完善有效的扶持政策及技术标准。至20世纪90年代时,德国就已形成了颇具规模的风电产业,在风电技术研究与并网发电等方面居于世界领先地位。

本文引用地址:目前,德国运营的电网公司(输电网运营商)共有4家,分别是50Hertz、Tennet、Amprion及ENBW(TNG)电网公司。在风电发展的不同时期,德国电网公司作为风电接入、输送和分配的重要主体,与各级政府、行业协会以及风电开发商、运行商等机构密切合作,深入地参与到德国风电并网技术的研究和制定工作之中,不断促进行业间的技术合作和风机制造业的技术进步,在保证电网安全的前提下,与全社会一起,共同促进风电消纳,有力推动了德国风电的发展。截至2011年年底,德国风电并网装机容量接近3 000万kW,占全球总量的14%左右,在风机整体制造业技术水平和风机并网技术上牢牢占据着欧洲乃至世界风电发展的领军位置。

本文对比分析了中国和德国在并网政策、技术标准和认证技术等方面的异同,旨在学习德国风电发展的先进经验,为我国风电领域政策和技术法规的制定提供借鉴,以便进一步完善我国风电政策和并网技术标准,提高全社会的风电消纳水平。

1 风电并网政策和技术支持体系

1.1 德国风电并网相关政策和技术体系

德国有着完善的新能源并网政策和相关技术。目前在德国,政府、各级行业协会以及企业在不同层面上制定了一系列法律法规和技术标准及导则以满足风电并网的需求,见图1。

图1 德国风电并网政策和技术支持体系

1.1.1 政府层面的政策和技术规范

20世纪90年代初,德国颁布了《电力输送法》,规定用户支付风能等可再生能源电力价格不低于当地平均电价的90%,并通过优惠贷款和津贴为可再生能源提供补贴。法规的制定为德国新能源的异军突起奠定了坚实的政策基础。2000年,为解决1998年以后出现的可再生能源发电企业和输电网运营商之间存在的利益矛盾等问题,促进风电的进一步发展,德国政府制定并出台了第1部《可再生能源法》。德国的可再生能源法在德国可再生能源法规体系中处于核心地位,并以此形成了促进新能源发展的联邦法规体系,在这一法规体系中,能源使用的普遍原则是优惠和促进可再生能源发展。《可再生能源法》建立了可再生能源电力分摊制度并对输电网运营商的义务作出规定。同时,法规还明确了可再生能源上网高电价带来的电力增量成本要平均分摊在全网的电量上。考虑技术进步等原因,法规还明确了可再生能源上网电价降低的时间表。

为适应新能源发展不断变化的形势,德国可再生能源法也在不断进行调整。修改的核心思想是通过法律法规,以经济补贴为杠杆进行政策性引导,从而形成风电行业的良性循环局面。目前,该法已经历了2次修改,修订版分别于2004年8月和2009年1月生效。

2004 年版的德国《可再生能源法》规定,到2020年可再生能源的比例至少为20%,为保证这一目标的实现,修正版适当调整了风电的补偿水平。同时,采用基于地点不同而递减的风电上网补偿方式。从2006年建造的陆上风机开始,5年内将从电网运营者手中获得稳定的收购电价,之后每年减少2%;2010年12月 31日前安装的海上风机,在前12年内可获得高于陆上9%~18%的收购电价,具体收购价格根据离岸距离和水深决定。

随着风电比重的增加,风电对电力系统安全稳定运行的影响也日益增加。同时,风电的技术进步也使得其逐步具备了普通电源的特性,如有功及无功控制、低电压穿越能力和辅助服务支持等。德国2009年版的可再生能源法针对上述情况,明确提出了必要时风电要参与电网调节的要求。在符合规定的情况下,输电网运行商可以要求风电降低出力或者停运,以保障供需平衡和系统稳定。这表明,随着并网容量的不断增加和风电技术的快速进步,德国的风电已逐渐由特殊电源过渡为普通电源。

另外,在近些年的立法及相关法律的修订工作中,德国所有与能源利用相关的法律法规都设立了促进可再生能源使用的条款。比如,德国早在1999年4月就开始对汽油、柴油、天然气等传统能源产品征收生态税;再如,德国近年修订和推出的《建筑节能法》、《德国可再生能源取暖法》等法规中都有优惠可再生能源使用的条款。

值得特别提出的是,德国对风电的发展提出并实施了循序渐进的发展规划。图2为2007年德国政府统计的新能源装机情况及制定的至2020年的新能源发展规划。从实际执行来看,2011年前,包括风电在内的新能源基本保持了2007年规划的发展水平。按这一规划,至2020年,德国风电总装机将达到5 500万kW。20年间,风电年均装机增量保持为200万~300万kW,增速非常平稳。这种平稳的发展速度为风机制造商的技术改进、运行商风电运行技术和电网运行商风电并网调度管理技术水平的提高,以及全社会负荷消费观念及方式的改变预留了充足的时间和空间,使得全社会风电消纳水平稳步提高,基本满足了风电等新能源不断增长的消纳需求。

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