“十四五”规划下 风电发展将呈现这些趋势！
来源： 作者： 点击数： 日期：2020-11-09 09:51
11月3日，新华社受权发布了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，涉及新能源规划要点分别提到了加强新能源、高端装备、新能源汽车、海洋装备等战略新兴产业发展，以及加快推动绿色低碳发展以及推动能源清洁低碳安全高效利用。
在11月5日由北极星电力网联合上海电力大学主办的“2020年中国风电产业发展大会中”，多位嘉宾表示：十四五规划建议的发布，意味着在我国低碳发展战略与转型背景下，新能源产业发展正在呈现出清晰的趋势。
·可再生能源产业发展逻辑面临转变
进入风电全面平价发展阶段，业内会发现以往我们热议的电价、补贴、年度建设规模等传统政策机制不再成为新能源行业发展的客观约束。在2030年能源消费和2060年“碳中和”目标下，我国会走一个什么样的碳减排路径？
对于碳减排路径的探索，或者说作为重要支撑的可再生能源应该以哪些总量目标作为指引，首先要对我国的能源消费的目标有一定的认识。考虑新冠疫情给短期经济发展带来冲击，“十四五”我国经济年均增速5.5%，预计到2025年，全社会用电量在9～9.5万亿千瓦时之间，年均增速4%～4.5%。到2025年，预期全部非化石能源占一次能源消费比重达到19-20%左右（55-56亿吨标准煤）。
可以说，可再生能源电力已经成为我国碳减排路径上至关重要的支撑性力量，在“30·60碳中和”目标下，可再生能源发展将成为刚性需求，未来新能源行业不再仅是补充和替代，而将成为能源供给侧的主力，在中短期内都是一个具备很大确定性的市场。
在新时期的规划目标下，国家发展和改革委员会能源研究所主任陶冶强调，可再生能源的发展思路应该从以下几个方面随之转变：
从发展理念上，“十三五”能源规划注重环境保护，“十四五”能源规划注重生态保护，重点考虑碳减排问题；
从发展思路上，“十三五”注重能源数量保障，“十四五”则更加注重能源的质量提升；
在时间维度上，“十三五”注重5年发展，“十四五”注重更长远发展。需要注意的是，“十四五”能源规划是开启能源高质量发展的第一个五年计划，不但要解决“十四五”期间能源如何清洁低碳、安全高效发展的问题，还要为2035年、2050年的长期发展找准方向；
从产业空间来看，“十三五”期间注重能源自身发展，“十四五”将注重能源全产业链发展；而从发展实质上来看，“十三五”期间产业偏重生产力发展，“十四五”则将偏重生产关系调整。
·综合能源基地模式是重要趋势
在风电平价上网的过程中，主要制约因素在于政策约束、技术进步、消纳空间以及建设成本四个方面。其中，水风光储一体化发展将是未来重要的趋势之一，也是未来降低大基地度电成本的一种有效方式。这一点与发改委《“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”发展征求意见稿》相契合。“风光水火储一体化”建设更加侧重电源基地开发，其在强化电源侧灵活调节作用、优化各类电源规模配比、确保电源基地送电可持续性方面更具优势。
电力规划设计总院能源研究所副所长徐东杰也持有同样的观点，他认为，未来大型基地的开发将呈现“综合能源基地”的发展趋势，积极打造水能、可再生能源、储能的一体化互补基地将是未来趋势。
同时，在电力市场中，度电成本将成为决定报价的关键指标，较低的度电成本在电力市场中将具有更大的盈利空间。“十三五”期间，我国风电建设成本快速下降，2019年我国陆上风电单位千瓦建设成本较2011年下降了27%，达到6500元/kW。成本的下降主要在于自身技术水平的不断提升，以及陆上大基地开发模式的发展、大兆瓦风机技术的革新。
徐东杰提出建议表示，后补贴时代风电应以降低度电成本为目标优化全生命周期管控。建议风电企业进一步开展精细化管理，在开发、设计、建设、运行等全生命周期各环节共同发力，以降低度电成本为目标优化管控全生命周期各环节，风电规划更加注重在电力市场背景下进行。
·新能源并网技术仍需创新
高比例新能源是未来电力系统的发展趋势，预计到2030年，新能源装机占比将达38%，超过煤电成为我国装机第一大电源。但近年来，不管国内还是国外均发生过因新能源占比高、系统频率和电压支撑能力不足而引发脱网、停电事故，这些事故暴露出大规模新能源的稳态电压控制系统缺失和风电机组低/高电压穿越能力的不足。
以英国2019年“8.9”大停电为例。英国是典型高比例新能源电网，风电和光伏装机占比40%，事故发生时，机组脱网207万千瓦（占比7%），其中风电和光伏脱网规模占70%，损失负荷93万千瓦。而其新能源机组不具备惯量和一次调频能力是触发低频减载的主要原因。
通过对连锁脱网过程进行深入分析，国网冀北电科院新能源所所长刘辉指出，在稳态调压方面，构建大规模风电汇集系统无功电压多层级控制技术体系、大规模风电汇集系统无功电压协调控制技术与系统，以及开发基于RTDS/RT-Lab的无功设备与AVC系统测试平台，是缓解大规模风电汇集地区无功电压运行存在的问题的有效手段。
在主动调频/调压方面，虚拟同步发电机技术是关键。
虚拟同步发电机技术是使新能源由“被动调节”转为“主动支撑”的新一代新能源发电技术，使之具备惯量支撑、一次调频和主动调压等主动支撑电网的能力。在探索过程中，冀北电科院自主研制了世界最大容量的2MW风电虚拟同步机、储能直流升压并联接入的30~500kW系列光伏虚拟同步机，一次调频响应时间分别小于5s和1s，显著优于常规同步机组。同时，还依托国家风光储输示范工程，建成了世界首座百兆瓦级多类型虚拟同步发电机电站。
未来，随着风电机组高电压穿越、风电机组侧次同步谐振抑制等技术的不断完善与普及，再辅以储能装置对输出功率的控制，不断革新发展的技术将对改善发电质量、解决风电并网难题起到愈加重要的作用。
在11月5日由北极星电力网联合上海电力大学主办的“2020年中国风电产业发展大会中”，多位嘉宾表示：十四五规划建议的发布，意味着在我国低碳发展战略与转型背景下，新能源产业发展正在呈现出清晰的趋势。
·可再生能源产业发展逻辑面临转变
进入风电全面平价发展阶段，业内会发现以往我们热议的电价、补贴、年度建设规模等传统政策机制不再成为新能源行业发展的客观约束。在2030年能源消费和2060年“碳中和”目标下，我国会走一个什么样的碳减排路径？
对于碳减排路径的探索，或者说作为重要支撑的可再生能源应该以哪些总量目标作为指引，首先要对我国的能源消费的目标有一定的认识。考虑新冠疫情给短期经济发展带来冲击，“十四五”我国经济年均增速5.5%，预计到2025年，全社会用电量在9～9.5万亿千瓦时之间，年均增速4%～4.5%。到2025年，预期全部非化石能源占一次能源消费比重达到19-20%左右（55-56亿吨标准煤）。
可以说，可再生能源电力已经成为我国碳减排路径上至关重要的支撑性力量，在“30·60碳中和”目标下，可再生能源发展将成为刚性需求，未来新能源行业不再仅是补充和替代，而将成为能源供给侧的主力，在中短期内都是一个具备很大确定性的市场。
在新时期的规划目标下，国家发展和改革委员会能源研究所主任陶冶强调，可再生能源的发展思路应该从以下几个方面随之转变：
从发展理念上，“十三五”能源规划注重环境保护，“十四五”能源规划注重生态保护，重点考虑碳减排问题；
从发展思路上，“十三五”注重能源数量保障，“十四五”则更加注重能源的质量提升；
在时间维度上，“十三五”注重5年发展，“十四五”注重更长远发展。需要注意的是，“十四五”能源规划是开启能源高质量发展的第一个五年计划，不但要解决“十四五”期间能源如何清洁低碳、安全高效发展的问题，还要为2035年、2050年的长期发展找准方向；
从产业空间来看，“十三五”期间注重能源自身发展，“十四五”将注重能源全产业链发展；而从发展实质上来看，“十三五”期间产业偏重生产力发展，“十四五”则将偏重生产关系调整。
·综合能源基地模式是重要趋势
在风电平价上网的过程中，主要制约因素在于政策约束、技术进步、消纳空间以及建设成本四个方面。其中，水风光储一体化发展将是未来重要的趋势之一，也是未来降低大基地度电成本的一种有效方式。这一点与发改委《“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”发展征求意见稿》相契合。“风光水火储一体化”建设更加侧重电源基地开发，其在强化电源侧灵活调节作用、优化各类电源规模配比、确保电源基地送电可持续性方面更具优势。
电力规划设计总院能源研究所副所长徐东杰也持有同样的观点，他认为，未来大型基地的开发将呈现“综合能源基地”的发展趋势，积极打造水能、可再生能源、储能的一体化互补基地将是未来趋势。
同时，在电力市场中，度电成本将成为决定报价的关键指标，较低的度电成本在电力市场中将具有更大的盈利空间。“十三五”期间，我国风电建设成本快速下降，2019年我国陆上风电单位千瓦建设成本较2011年下降了27%，达到6500元/kW。成本的下降主要在于自身技术水平的不断提升，以及陆上大基地开发模式的发展、大兆瓦风机技术的革新。
徐东杰提出建议表示，后补贴时代风电应以降低度电成本为目标优化全生命周期管控。建议风电企业进一步开展精细化管理，在开发、设计、建设、运行等全生命周期各环节共同发力，以降低度电成本为目标优化管控全生命周期各环节，风电规划更加注重在电力市场背景下进行。
·新能源并网技术仍需创新
高比例新能源是未来电力系统的发展趋势，预计到2030年，新能源装机占比将达38%，超过煤电成为我国装机第一大电源。但近年来，不管国内还是国外均发生过因新能源占比高、系统频率和电压支撑能力不足而引发脱网、停电事故，这些事故暴露出大规模新能源的稳态电压控制系统缺失和风电机组低/高电压穿越能力的不足。
以英国2019年“8.9”大停电为例。英国是典型高比例新能源电网，风电和光伏装机占比40%，事故发生时，机组脱网207万千瓦（占比7%），其中风电和光伏脱网规模占70%，损失负荷93万千瓦。而其新能源机组不具备惯量和一次调频能力是触发低频减载的主要原因。
通过对连锁脱网过程进行深入分析，国网冀北电科院新能源所所长刘辉指出，在稳态调压方面，构建大规模风电汇集系统无功电压多层级控制技术体系、大规模风电汇集系统无功电压协调控制技术与系统，以及开发基于RTDS/RT-Lab的无功设备与AVC系统测试平台，是缓解大规模风电汇集地区无功电压运行存在的问题的有效手段。
在主动调频/调压方面，虚拟同步发电机技术是关键。
虚拟同步发电机技术是使新能源由“被动调节”转为“主动支撑”的新一代新能源发电技术，使之具备惯量支撑、一次调频和主动调压等主动支撑电网的能力。在探索过程中，冀北电科院自主研制了世界最大容量的2MW风电虚拟同步机、储能直流升压并联接入的30~500kW系列光伏虚拟同步机，一次调频响应时间分别小于5s和1s，显著优于常规同步机组。同时，还依托国家风光储输示范工程，建成了世界首座百兆瓦级多类型虚拟同步发电机电站。
未来，随着风电机组高电压穿越、风电机组侧次同步谐振抑制等技术的不断完善与普及，再辅以储能装置对输出功率的控制，不断革新发展的技术将对改善发电质量、解决风电并网难题起到愈加重要的作用。