风光消纳简单来讲就是能够顺利消耗(用掉)风力和光能发电所产生的电量。 如果生产的电量中有一定比例消耗不完,一些发电站会停止运转发电机,减少发电量,也就是放弃了部分原本可以发电的风能和光能,这种现象被称为“弃风弃光”。 图源:自绘 电力系统是发电与用电同时进行的。发电量和用电量一般是平衡的,需要多少就生产多少。但如果出现发电量明显大于供电量,超过了国家电网的调节能力,出现无法消纳的情况后,就有可能造成电网崩溃。 【注】我国的电网容量超级大,如果只是小扰动则不会有什么太大的影响,可以通过增减运行机组的负荷来调节。 我国弃风弃光的情况? 风电和光伏发电是需要“靠天吃饭”的,什么时候能发多少电,得看气象条件,如果发电量过大无法消纳,就只能关闭发电机组。 为什么会消耗不完呢?要弄清楚这个问题,需要先找找我国风电和光伏发电的主要分布生产地。 先看风能,我国风能发电量较大的区域主要集中在华北、西北、东北地区。 点击可看大图 图源:全国新能源消纳监测中心 再来看光伏发电,新疆、青海、内蒙古和华北地区是光伏发电量较高的省份。 点击可看大图 图源:全国新能源消纳监测中心 可以看到我国西部地区风光资源丰富集中,发电量大。但经济相对落后,本身不是主要的用电市场,本地的消纳量较少。我国主要的电力消费市场还是在东部地区。 本地用不完,那把风电、光电卖给东部,不就行了吗? 在理论上是可行的,不过在实际操作中,还存在一些困难。因为输电距离较远,再加上输电基础设施有待完善,所以目前的输电成本仍较高。 而且风光发电对自然条件依赖大,有明显的不稳定性,如果输入电网的电量忽高忽低,也会给电网的安全运行带来严重影响,所以为保证电网的安全稳定运行,分配给风电和光电的上网比例是有限的。 【电量上网】所发电量接入国家电网使用。 可否把消耗不完的电量先存起来,等到需要的时候再上网使用? 也行,不过我国的储能设施还在起步的阶段,还没有完全发展起来。 在未来,推进蓄能设施的建设也是提高风光利用率的重要措施。我们之前就有介绍过 抽水蓄能水电站 和 空气储能 这两种蓄能方式。(感兴趣的同学,可以点击蓝字复习) 图源:自制 据统计,2021年5月份,我国各个省份的风光电利用率如下图所示,风电、光电利用率较低的省份主要集中在我国北方。 图源:全国新能源消纳监测中心 为了减少弃风弃光现象,国家专门成立了新能源消纳监测预警中心,到2022年时,青海省的风电利用率提升到了92.1%,光伏发电率提升到了91.4%,其他省份的新能源利用率在国家的努力下,也有不同程度的提升。 风光利用率都已经达到了90%以上了,为什么还要提高呢? 这是因为发电的基数很大,即便是只有0.1%的比例,都是不小的电量。以新疆地区为例,2022年第三季度风力发电量为469.5亿千瓦时,它的0.1%,也有4695万千瓦时,因此我国很多省份都还有提高的空间。具体该采取什么措施提高风光消纳能力呢? 如何提高风光消纳能力?
提高风光消纳能力的积极影响
在今年的全国两会上,我国西部地区“弃风弃光”问题成为热点。(“弃风”是指在风机处正常情况下,由于当地电网接纳能力不足、风电和火电冲突等原因,导致风电场风机暂停的现象,“弃光”就是光伏电站的发电量大于电力系统最大传输电量+负荷消纳电量。)国家能源局统计数据显示,2016年甘肃风电量104亿千瓦,弃风率43.1%,依据材料完成1~2题。 3. 阅读材料,完成下列问题。 材料一:甘肃省是我国能源大省,拥有多种能源资源。酒泉市瓜州地区是我国风能资源(风速大于12千米/小时有利用价值)丰富的地区之一。目前,当地已打造成千万级风电基地,无数风塔组成的风电场就像一片“森林”矗立在沙漠戈壁上。 材料二:从2014年底开始,由于调峰能力不足,甘肃省弃风率猛增。其中2015年,大多数风电场本来能发送2000多小时,实际只发送了1200小时。 材料三:图甲为酒泉市简图;图乙为瓜州地区风频图;图丙为风塔景观图。 (1)据图乙,描述瓜州地区能打造成千万级风电基地的优势气象条件。 (2)根据图文材料,分析甘肃省打造风电基地可达到的环境效益。 (3)从所学地理知识出发,阐述甘肃省近年来弃风率高的原因。 |
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