进入10月,吉林省气温明显下降,一年一度的供暖期又将来临。自10月22日,吉林省进入了2014年的供暖期,供暖质量的好坏、供暖价格的高低等问题再次成为百姓关注的焦点。家住洮南盛豪鑫龙小区的居民胡辰完全没有这方面的顾虑,“我家现在用风电供暖,虽然费用和传统采暖价格差不多,可是一点不存在温度不够的情况,去年吉林省冬季气温特别低,我家室内温度能达到零上20多度,可享福了!”
自2011年,吉林省于洮南市建设了国家风电消纳示范项目,装设9台2000千伏的高温水蓄热电锅炉,利用电网低谷时段的弃风电量,提供对应的低谷风电蓄热,对20万平米的居民小区供暖。该项目一个冬季采暖期可就地消纳风电2700万千瓦时,可替代9000吨标煤。截至目前,该项目已平稳运行了3个供暖期。
洮南冬季平均温度为零下25摄氏度左右,供暖期长达半年之久。自2011年,风电消纳示范项目投运以来,项目小区的居民全然感觉不出自家的采暖方式已经发生变化。吉林省把“风”、“热”这两种看似无形的事物紧密相连,选择风电与城市供热联合调度运行项目作为智能电网创新示范工程建设内容之一。不知不觉间弃风供暖在当地逐步完成了弃风电量的就地消纳、缓解冬季供暖期间风电发电困难、改善地区冬季大气环境质量的多重任务。
风起电来消纳成难题
吉林省地处我国风能资源丰富的“三北”地区,是我国风电大规模开发的重要地区之一,也是国家规划建设的千万千瓦级风电基地之一。然而,吉林省全社会总体用电量小,电源装机容量大,风电在当地无法“消化”。
吉林省内的电源主要以火电机组为主,其装机容量占省调直调装机容量的78%,其中供热机组占到火电机组的80%。热电联产机组运行在“以热定电”模式下,发电出力可调节能力大大降低。
同时风电大发的时节也是吉林电网调峰最困难的冬季供热期。电网调度必须保证担负供热任务的热电机组出力维持在一定水平之上。吉林省冬季供暖期较长,为保障居民供热,风电不得不为火电“让路”,所以冬季弃风现象严重,风电平均利用小时数低于全国数值。
另一方面,冬季雾霾天气给能源利用方式亮起红灯。特别是吉林省进入冬季后,热电联产用煤及采暖用煤相争、煤价和运力的上下波动等,造成多数供热企业成本上升和经营风险加剧。
针对上述情况,国家能源局和吉林省政府提出要开展风电清洁供暖示范,并将项目地址选在风资源丰富且外输网架结构相对薄弱的白城地区,让风能转化成热能,增强风电消纳能力及电网调峰能力。
风热联动技术作支撑
风能转化为热能,不仅涉及到整个电网的安全运行,还需要技术支撑。以已经运行的吉林省清洁供暖示范项目为例。根据洮南市盛豪鑫龙小区暖通系统设计,该示范项目利用电网低谷时段的弃风电量,让9台高温承压蓄热式电锅炉制热及蓄热,蓄热温度为145摄氏度。同时将高温热能通过板式换热器交换到二次热网,二次热网采用60摄氏度低温大流量的运行方式,为小区居民提供24小时供暖。供暖后的热水将通过采暖站又循环回电厂继续进行制热、蓄热,实现了非可再生资源的有效利用。
据专家介绍,高温承压蓄热式电锅炉制热时间为每天的22时至次日5时,在此时间段内,通过计算机控制系统保证制热与供热同步,其他时段为单独供热运行。在极端天气条件下,还可通过计算机控制系统保证24小时连续制热与供热同步运行,保障小区居民的供暖需求。
在技术保障方面,国网吉林电力公司通过技术创新,先后完成了供热在线监视系统、风电功率预测、设计及风电的节能调度计划、智能风电控制等技术支持系统建设。同时,国网吉林电力可对供热机组进行实时监测,准确预测风电输出功率,“排兵布阵”,调整火电机组开机计划,为风电机组满发创造空间。国网吉林电力牵头实施的“提升风电利用率的热—电联合运行控制技术研究与示范”和“风电供热与电网协调优化运行控制系统”项目已获得审批,为提高风电消纳能力提供了技术保障。
在供电线路设计方面,国网吉林电力设计采用10千伏电压进户供电方案,将10千伏母线采用单母线分段设计,每段母线单配动力及照明干式变压器各一台,可满足互为备用的运行方式,保证供暖线路稳定运行。
弃风供暖理想变现实
将风电转换为热能,工程涉及范围广,能源局、政府、供电企业、发电企业多方协商,积极推动项目落地。
风电场与电蓄热站联合运行模式可最大限度利用电网低谷弃风电量,在零下30摄氏度的寒冬下,盛豪鑫龙小区室内供暖温度可达到20摄氏度以上,且能一直保持恒温。
国家能源局在总结洮南风电清洁供暖试点的基础上,继续扩大吉林省风电清洁供暖项目试点范围,又确定6个风电清洁供暖示范项目,每个项目与10万千瓦风电场联合运行,满足20万平方米居民住宅供热需求。
目前,吉林省政府决定风电清洁供暖项目可以享受吉林省富裕电力消纳拉动经济增长支持政策。6个新项目之一的大安安广镇储热式电采暖站已建成并将于今年投入使用。
为配合建设电蓄热站,国网吉林电力还超前进行电网建设项目规划,目前已扩建了安广66千伏变电站,新建设3条10千伏线路。值得一提的是,在打通外送通道方面,针对吉林西部风电场集中区,国网吉林电力先后建成松原、甜水500千伏输变电工程。
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