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丹麦国家电网公司副总裁Peter Jørgensen:丹麦

2018-12-11 00:50admin中国电力时空网
丹麦国家电网公司副总裁Peter Jørgensen:丹麦的风电与电网稳定性关键词: 2017北京国际风能大会丹麦风电风电建设

2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在18日上午举行的“全球风电CTO论坛——现代风电前沿技术”中,丹麦国家电网公司副总裁PeterJørgensen就丹麦的风电与电网稳定性进行了分享。

以下为演讲实录:

主持人:第一位演讲的嘉宾是来自丹麦国家电网公司,副总裁PeterJ˙rgensen先生,皮特先生拥有基业工程硕士学位,在丹麦电力供应行业从业已经30年,他负责丹麦电力系统的规划和电力市场的开放,代表丹麦参加国际输电系统、运营组织、北欧电力专家协会等等活动,皮特先生目前的职责,包括以可再生能源整合为基础的电力市场开发,丹麦电网联合活动公司,负责包括丹麦国家电网公司的国际咨询业务。

PeterJ˙rgensen:谢谢主持人的介绍,我也想感谢主办方邀请我来到这里,然后跟大家分享我们丹麦的针对于风电的一些经验,我是PeterJ˙rgensen,我是丹麦国家电网公司的CEO,其实我们不是一个制造商了,我们主要是管这个电网的,今天给大家介绍的,首先是介绍一下我的公司以及整个丹麦的电网系统。第二部分是关于丹麦电网的一些特点,包括可再生能源上网的一些细节。第三部分会跟大家介绍到风机的一些特点。包括如何能够更好地去针对风机做一些设计,来保证他们能够及时的并网。

首先,ENERGINET是丹麦的国家电网,比中国的国家电网小很多了,因为丹麦整个国家的面积也很小,我们主要是负责整个传输系统,然后我们也会负责将可再生能源并入到我们现有的电网中,包括如何能够更好地多方面的去利用风电这种可再生能源,我们是一个国有企业,但是是独立于政府的,因为我们是一个非常小的国家,所以我们也非常重视国际的合作,比如说在欧盟和其他欧洲国家,以及在欧洲市场上的一些合作。大家可以看到很多欧洲国家在介绍自己的输电网的时候都是不同国家紧密连接的,尤其和自己的邻国,如果我们把欧洲和中国的情况做一个对比,我们通常会讨论整个欧洲的情况,而不是单说丹麦这一个国家,因为丹麦和中国的面积相比太小了,所以通常我们在说我们国家电网的时候,都会考虑到整个欧洲的市场。

丹麦政府实际上一直都有雄心壮志,也是在政策上支持这个可再生能源的发展,我们有一个目标是到2020年,希望能够有50%的电力都是产生于风电的。我们也是为这个目标做了很多的努力,在几年前就达成了40%的消费量是来自于风电,同时我们还有一个目标是在2030年,所有消费的能源有50%都是来自于可再生能源。剩下一个长期目标,是希望能够在2050年整个丹麦这个国家,我们所有的工业部门都可以不再依赖于化石燃料,包括工业、交通运输业等等。我也想借这个机会强调一下,我们公司其实也是一直支持着政府的工作,希望能够保证整个电力供应的安全,我们也会保证整个这次的绿色能源的转型是高效的,高效不只是指我们整个输电网的投资是高效的,还包括对于风电的整合是高效的,这样我们才能更好的利用风电。

还有第三点,就是我们希望能够保证整个投资环境的健康良好,因为整个电力市场是非常开放的,我们需要依赖于投资者来去投资一些可再生能源的发电厂,所以说我们希望整个投资环境是有吸引力的,能够吸引到更多的投资商来到丹麦。这个图表是展现出来了我们在风电系统中的增长,也包括光伏,还有其他的可再生能源,我们可以看到丹麦其实30年前就起步发展可再生能源了,这也是为什么可以说丹麦的并网非常成功,我们不是一夜之间就成功的,我们也是发展了30年的历史,一直在研发相应的工具、工艺,包括控制中心,打造出必要的电网,研究相应的并网技术,能够对传统的发电量和新的可再生能源能源发电量进行动态的均衡。

大家可以看到这是2015年的一个能源比例。这是史上第一次我们风电的的比例42%,超过了火电的发电量。大家也可以从这个柄状图中看到,总的进口量还是非常大的,有很多的针对能源的交易,这是在仅仅丹麦一个国家,整个欧洲市场会更庞大。

这是我们一周的电力的分布情况,大家看到从星期一到星期天七天的时间,这是一个曲线图,可以看到基本上到达最低点的时候,就是意味着我们需要有进口,峰值的时候就是我们几乎所有的发电厂都在运作,比如说热电联产,还有风电、太阳能等等的这些项目。我想给大家展现这个图表,是因为这张图展现出了我们整个电力系统其实波动性是非常大的,大家几乎找不到这个基础负载,因为单纯的聊基础负载是没有意义的,因为波动性太大了,我们需要了解它的波动性和灵活性,可以看到有些时间都没有风电量进,纯靠进口,也有一些时候是风电的发电比重非常强,比如说是在周末的时候,在这种情况下可能发电厂就要停止运转,但是这些都是历史数据,这个应该是在9月15号,是我们第一次运转了西丹麦这个计划,也是我们第一次运行这个计划,之后也做了很多的调整。

可以看一下这整个电力的调度,它其实是以市场为导向的,不是由我们的控制中心所掌握的,这个完全是由于市场的需求而产生的变化,市场的需求会及时地在系统中体现。那可以看到我们没有任何的弃风限电的情况,我们上一次集中的限电在09年的圣诞节已经是八年前了,现在我们没有任何的弃风问题。这个是我们整个市场的一个时间线,我们有一个日前市场,也就是我们可以去做一些市场的对冲,也就是负1,我们把它叫做减1,这个是日前市场,这里是整个电力交易最大的一个市场,然后就是日间市场,日间市场是在运转前一个小时截止的,所有的比如说商业公司,商业参与者都可以去调整他们的一个需求或者是供给,然后来在这个市场上找到对应的条件,然后再往前看我们会在最终的运转前45分钟做一个最终的截止,而且我们是市场上的一个单一买家。大家可以看一下这个时间轴,这个时间轴其实是非常灵活的,我们可以根据整个不同的时间点来去决定我们在市场上一个定位,因为我们通常会对这个需求或者是供给去做一个预判,但是这些数值都不是固定的,我们必须要灵活的时时去做一些动态的调整。

带着这个时间轴我们再去看一下下面这张图表,是关于我们平均的绝对误差,这个是对于我们风力发电的一个预测,这是我们控制中心所做的一个预测,是针对于整个丹麦的风力发电的情况,我们没有关注某一个风电厂,而是所有风电厂加在一起丹麦整体的一个情况。大家可以看一下日前市场就是24小时之前,那通常风电预测大概是有5%的误差,但是离系统运转时间越近,这个误差就越小,大约只有3%,而且这个是对于外部天气、外部气象的一个预测,在日内市场我们用的是内部一个模型来保证误差的进一步降低。

可以看一下,我们在运转前一个小时可以把误差降到0.5%,所以说在日间市场停盘的时候,我们可以确保,我们预测的供需只有0.5%的误差,对应实际的需求量可能只有0.5兆瓦的误差。所以说考虑到整个系统的动态性分布,我们是没有任何风险的,不需要有任何外部进口的风力发电量来满足我们的这个需求。所以说我们有了正确的工具,正确的预测模型,整个系统运转起来就不会有额外的风险,那如果我们去看整个风电的并网质量,我们会看没有限电,没有限风,还有就是整个供应的质量是什么,在这里也很骄傲的跟大家展示,其实丹麦在整个的欧洲市场来说,安全度是最高的,而且我们整个电力系统中有40%来自于风电。

接下来给大家介绍一下我们传输电网的特点,如何适应并网的需求,在丹麦,我们是一个以市场为导向的电力系统,还有很多不同的波动性的可再生能源,比如说不管是区域性的,集中于丹麦的,还是集中于整个欧洲地区的,我们会做很多动态的调整,为了更好的调整,我们需要有两种考虑,首先是要有一个强健的输电网络,我们把它叫做整个系统的硬件,还有一个是市场,能够保证整个电力的价格会由低往高的发展,我们把它叫做系统的软件,那这个市场就会做一个时时的基于价格的电力传输,包括从发电厂到消费者的一个传递,而且是以动态价格为导向的。而且大家可以看到,在整个欧洲市场来说,虽然丹麦是一个非常小的国家,但是我们和邻国的互动性非常强,而且整个电力可以说是在这些国家,在整个欧洲市场上是自由流动的,都是由低价流向高价,那我们再一次强调,就是我们在比较电力市场的时候,我们需要考虑整个欧洲市场,然后再拿它和欧洲市场做对比,而不是仅仅丹麦一个国家和中国市场做对比,这样体量是差距太大的。

而且我们是把整个欧洲国家不同的地区考虑进来,希望能够更好的去针对于区域的零售市场做一个数据化的转型,我们希望能够针对于需求方更加灵活,也更加动态灵活的去平衡整个系统的负载。这个是进一步展示了我们整个系统的灵活性,这是一周的时间,2015年的夏天,大家可以看到,有一个集中式的发电厂,是蓝色的,这个屏幕底部的蓝色,顶部是地方的发电厂,还有光伏以及风电,还加上了进口和出口,这页主要是想跟大家展示两年之前我们还是有很多集中式的发电厂,而且我们要付钱给他们,让他们在夏天去做两个月的运行,因为这两个月电力需求量非常大,所以我们需要让这些集中式的发电厂去运转,虽然市场上可能不需要他们去做相应的发电,但是现在我们再看一下下面这张图是今年夏天的,可以看到这张图其实更反映出了市场的需求,这些大型的发电厂他们只会等到电价高的时候再运转,因为我们整个系统本身就已经非常强健了,我们不会再做更多人为的干预,或者政策的干预,而且今年夏天我们在很多时间都是不需要这些大型的发电厂来去运转的,因为当时整个电价水平比较低,因为我们做了很多同步的冷凝器,是在整个系统中设置的,他们来保证了,包括做了一个动态的电压的控制。所以说我们不再需要这些昂贵的大型的集中式发电厂,我们不再需要去为这部分的风力发电支付一笔昂贵的价格。

最后再来介绍一下我们的风机,以及针对风机有哪些特点,是专门针对于并网技术来设计的。首先从这一页PPT开始,大家可以看到这个是兆瓦级的发电量,是400兆瓦的海上风电厂,大家可以看到它们是有一个瞬时的反映的,会根据市场上的价格来作出回应,大家可以看到这个是1点到2点之间,我们整个价格是负的,也就是我们整个电力是有冗余的,这样的话这些风电厂自己就会做出停机的决策,而且这个反应时间非常快,它可能会对电压造成一定的波动。一般大的公司他们的反应都不会很快,他们不能做补偿,这里面有一个电网的编码,这个编码是能够允许有一个非常高的一个开温速率的,所以我们可以作出规定,什么是最高的一个速率,我们现在已经准备好这么做了,而且我们会尽快这么做,因为这样对整个的电力系统是好的,对于现代化的风场来势,我们能够控制它的功率,我们已经准备好,可以用这个电网的编码来更好的去控制整个一个运行。

在这张图表中这是我们重要的一些要求,就是对于风电厂来说有哪些是重要的要求,这里面我们讲到一个电力的需求,主动的电力需求,我们可以控制整个的开温的速率,除此之外,我们对于整个的电力控制以及在有故障时期应该怎么做,可能有一些波动的时候,有一些故障的时候我们如何来调整整个系统,所以我们还要看一下如何来更好的控制功率,我给大家展示这张图,想表明对于电网来说,我们应该有更好的编码,对于风电场的这些设施有一些具体的要求,因为只有更好的去支持电网的话,我们才能更好的去用电力。

再来看一下我们有5000个旧的电机组,都是第一代的机组,它们都是没有故障穿越能力的,如果电压低了有一些事故的话,如果没有故障穿越这个能力的话,你很难就很快的回到电网上来,如果没有故障穿越的话,它可能需要很长的时间才能恢复你的功率,所以这个故障穿越能力是非常重要的,现在的这些老厂它需要更长的时间去完成解决故障的问题,但是现在如果现代化的这些风电厂,它们都是有故障穿越能力的话,的回到在故障发生之后很快就能够回到电网,然后支持继续发电,我们再看一下不同的系统,从发电,以及从这种高压的这种原配件,这张图表就表明了对于不同的发电机,对于高压的设备它能给我们提供什么样的支持,如果我们看一下风机的话,在连电网,超过100千瓦的时候,我们从风机上能够提供很多服务,当然是有条件的,因为你必须有风资源,所以在你的国家电网的规格中,你必须要有所规定,那样的话你才会能够保证风机完全能够支持你的电网,而且我们尽量的多去用风力资源,能力提高它的使用效率。

我们看一下,我们需要一级的,二级的,三级的这种备份,我们丹麦现在在电力市场上要采购不同的这样的服务,可能是每天或者是更频繁的我们来竞标,你首先要明确你是什么样的产品,然后这些风电场能够参加这个竞标,然后参加作为一个备用的电能,我们每天都要买这样的设备,我们还有一些相关的规定,来确保这些风电厂也是参加整个一个电力市场的。

我想可能没什么时间了,很快的讲一下我的总结,我们在丹麦是完全非常好的使用了风能,而且供应是非常安全的,主要是因为我们有非常强的一个电网,我们有非常好的一个连接器,除此之外我们有地区的还有泛欧洲的电力市场,我们可以看一下各省之间贸易情况是什么样的,实际上对于欧洲的不同国家之间,我们也是在电力方面是进行非常好的贸易的,除此之外我们还有非常灵活的一些电厂,我们还有同步的冷凝器来确保没有大的电厂的话,我们也是能够很好运营的,除此之外还有电网的一个编码的要求,来确保现代化的风机风场是能够支持整个电网的,我们还购买了一些后备的服务来确保风机能够尽量的得到使用。

我们有一些网站,具体的规格,市场的规则等等,这就是我跟大家分享的,非常感谢。

(发言为现场速记整理,未经本人审核)