（單位/ 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司）
摘要：隨著開發(fā)條件好的集中式風(fēng)電資源開發(fā)殆盡，棄風(fēng)限電現(xiàn)象日趨頻繁，注重消納、并網(wǎng)靈活的分散式風(fēng)電資源在近幾年的時(shí)間內(nèi)日益受到政府、風(fēng)電開發(fā)企業(yè)的重視。但受限于之前分散式風(fēng)電發(fā)展緩慢的局面，目前尚未有較為完善的分散式風(fēng)電選址方法。根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)并結(jié)合國內(nèi)近期出臺的有關(guān)政策文件，通過建立消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址，為相關(guān)單位開展分散式風(fēng)電選址提供了可靠的參考。筆者對此分散式風(fēng)電選址方法進(jìn)行了介紹。
0 引言
在化石能源日趨緊張的今天，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，越來越受到人們的重視。風(fēng)力發(fā)電是目前新能源領(lǐng)域中技術(shù)最為成熟且最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)［1］。
在近十幾年的時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)的風(fēng)電行業(yè)得到了快速發(fā)展，但隨著集中式風(fēng)電資源的開發(fā)殆盡，加上“棄風(fēng)限電”的困擾，分散式風(fēng)電憑借其投資省、能就近消納、接入方式靈活等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到業(yè)界重視［2］。但是我國分散式風(fēng)電發(fā)展較為緩慢，截至2017年底，我國分散式風(fēng)電裝機(jī)在風(fēng)電總裝機(jī)中占比不足2%，其發(fā)展水平遠(yuǎn)低于歐洲分散式風(fēng)電發(fā)展水平，亦滯后于我國分布式光伏發(fā)展水平。在當(dāng)前的環(huán)境下，發(fā)展分散式風(fēng)電具有重要意義:一是有助于解決風(fēng)電接入對大電網(wǎng)的安全問題;二是分散式風(fēng)電一般位于負(fù)荷中心附近，利于消納，有效避免“棄風(fēng)”現(xiàn)象;三是解決遠(yuǎn)距離輸送電力帶來的能源損耗問題［3］。
國內(nèi)的集中式風(fēng)電發(fā)展已較為成熟，擁有較為完善的選址方法，而分散式風(fēng)電開發(fā)建設(shè)較為緩慢，與集中式風(fēng)電差別較大，分散式風(fēng)電更注重消納且裝機(jī)規(guī)模較小，先選擇風(fēng)資源較好的區(qū)域再考慮其他因素的集中式風(fēng)電選址方法不適用于分散式風(fēng)電選址。本階段根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)及國家有關(guān)政策等，建立一種消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，可以以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址。
1 分散式風(fēng)電發(fā)展形勢
分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目是指位于負(fù)荷中心附近，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入電網(wǎng)，并在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行消納的風(fēng)電項(xiàng)目［4］。
分散式風(fēng)電在建設(shè)過程中，具有選址靈活、占地少、規(guī)模小、投資少、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，且由于靠近配電網(wǎng)負(fù)荷中心的末端，可以結(jié)合實(shí)際情況靈活選擇最佳接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力和地區(qū)負(fù)荷的就地平衡［3］。分散式風(fēng)電不需要升壓上網(wǎng)，對并網(wǎng)的裝機(jī)容量、負(fù)荷水平、短路容量等要求相對較低，有利于加強(qiáng)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，具有較為突出的技術(shù)優(yōu)勢。
近年來，中國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)飛速發(fā)展，風(fēng)機(jī)成本不斷下降，風(fēng)力發(fā)電成為目前規(guī)模最大的新能源發(fā)電方式。三北地區(qū)“棄風(fēng)”“棄光”問題的日益突出，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的顯著提升，行業(yè)管理和政策體系的逐步完善，給分散式風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展提供了契機(jī)。“十三五”規(guī)劃的出臺，為分散式風(fēng)電發(fā)展提供了更多的便利，未來幾年，中國東部、南部低風(fēng)速區(qū)域?qū)⒊蔀榘l(fā)展分散式風(fēng)電項(xiàng)目的主要地區(qū)［5］。
2 選址需關(guān)注的問題
由于分散式風(fēng)電較集中式風(fēng)電更注重消納，裝機(jī)規(guī)模小，分散式選址過程中需重點(diǎn)關(guān)注以下問題:
1)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施、本地平衡、就近消納”等原則進(jìn)行推進(jìn)［6］。
2)分散式風(fēng)電項(xiàng)目應(yīng)考慮接近負(fù)荷中心，距離接入點(diǎn)較近，距離一般控制在20 km左右。
3)依據(jù)周邊配網(wǎng)條件和接入能力、土地規(guī)劃情況(利用零散的土地資源建設(shè)分散式風(fēng)電項(xiàng)目)確定分散式風(fēng)電項(xiàng)目場址、開發(fā)容量和接入電壓等級。
4)接入電壓為35 kV及以下電壓等級，嚴(yán)禁向110 kV(66 kV)及以上電壓等級送電［6］。
5)為避免公用35 kV線路過載，建議單個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目的裝機(jī)容量不超過3萬kW。
6)分散式風(fēng)電項(xiàng)目選址時(shí)，應(yīng)避開集中式風(fēng)電項(xiàng)目。如其鄰近集中式項(xiàng)目，應(yīng)考慮風(fēng)電項(xiàng)目間的影響。
7)分散式風(fēng)電項(xiàng)目選址時(shí)，應(yīng)避開基本農(nóng)田、保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園、國家一級生態(tài)公益林、I級保護(hù)林地等環(huán)境敏感因素。
3 實(shí)例分析
由于分散式風(fēng)電更注重消納，集中式風(fēng)電的選址方法不適用于分散式風(fēng)電的選址，因此，本階段根據(jù)廣西LA縣電網(wǎng)消納情況，從風(fēng)資源、環(huán)保、林業(yè)等角度，建立消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，快速篩選出LA縣的分散式風(fēng)電場址。
3．1消納分析
通過收集當(dāng)?shù)?10 kV及以下等級變電站地理位置、當(dāng)?shù)亟?年負(fù)荷情況、電網(wǎng)地理接線圖、近期供電情況等資料，按110 kV升壓站管控網(wǎng)架區(qū)域研究各升壓站的消納情況，如某個(gè)110 kV升壓站無消納空間，則該110 kV升壓站的電網(wǎng)網(wǎng)架內(nèi)無需進(jìn)行下一步的分析工作。LA縣內(nèi)有3座110 kV升壓站，根據(jù)初步消納分析，SZ站電力缺口約20 MW，LA站電力缺口約30 MW，YY站電力缺口約25 MW。
3．2大尺度因素排查
本文論述的大尺度因素主要包括以下幾點(diǎn):
1)范圍較大、涉及較廣的環(huán)境敏感因素(自然保護(hù)區(qū)、國家地質(zhì)公園等);2)難以進(jìn)行風(fēng)電開發(fā)的喀斯特地貌、大型水庫等(通過Google Earth可快速識別);3)已考慮作為集中式風(fēng)電開發(fā)的場址。以上大尺度因素的資料相對容易獲得，分析的工作量較小，可以迅速縮小選址范圍，減少后續(xù)分析的工作量。
根據(jù)已掌握的資料，LA縣境內(nèi)分布有兩個(gè)保護(hù)區(qū)，境內(nèi)約31．5%的地形屬喀斯特地貌，規(guī)劃有一個(gè)集中式風(fēng)電場址。通過以上大尺度因素的排查分析，LA縣的分散式風(fēng)電選址基本上可以舍棄大部分區(qū)域。具體可利用區(qū)域見圖1。
3．3中尺度因素排查
本文論述的中尺度因素為:風(fēng)能資源相對較好的區(qū)域(80 m高度風(fēng)速值5．0 m/s以上)。該中尺度因素需通過查詢相關(guān)軟件，及與周邊已有實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù)對比分析等工作方可獲得，工作量較大。通過中尺度因素排查，可迅速鎖定場址大概區(qū)域。
根據(jù)初步分析，LA縣境內(nèi)余下可利用區(qū)域中風(fēng)能資源條件相對較好的區(qū)域主要為縣城的東側(cè)、西側(cè)，初步篩選出兩片可利用區(qū)域。初步篩選的分散式風(fēng)電場址見圖2。
3．4小尺度因素排查
本文論述的小尺度因素資料主要包括以下幾點(diǎn):
1)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級水源保護(hù)區(qū)、農(nóng)村級水源保護(hù)區(qū);2)國家一級生態(tài)公益林;3)I級保護(hù)林地;4)文物設(shè)施;5)基本農(nóng)田。以上小尺度因素的資料較為繁多，如全部查詢所花費(fèi)時(shí)間較多，本文通過大尺度、中尺度的因素排查分析，鎖定分散式場址大致范圍后再進(jìn)行排查可以大大節(jié)約時(shí)間。
通過消納－大尺度－中尺度－小尺度的分析工作，最終在LA縣境內(nèi)篩選出兩個(gè)分散式風(fēng)電場址(見圖3)。
4 結(jié)論
結(jié)合上述分散式風(fēng)電選址實(shí)例分析，分散式風(fēng)電場選址與集中式場址選址的不同之處在于分散式風(fēng)電與消納緊密結(jié)合，場址范圍可能很小，無法像集中式場址一樣先選擇風(fēng)資源較好的區(qū)域再考慮其他因素進(jìn)行選址。本文根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)并結(jié)合國內(nèi)近期出臺的有關(guān)政策文件，通過先分析消納，再通過大中小尺度因素的排查工作，可以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址，為相關(guān)單位開展分散式風(fēng)電選址提供了可靠的參考。
參考文獻(xiàn):
［1］李麗珍．分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)要點(diǎn)分析［J］．能源與節(jié)能，2013(6):45－46．
［2］孫立成，趙志強(qiáng)，王新剛，等．分散式風(fēng)電接入對地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究［J］．四川電力技術(shù)，2013(2):73－76．
［3］覃楊．分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展研究［J］．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014(18):106－107．
［4］國家能源局．分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見［Z］．北京:國家能源局，2011．
［5］王紅光．關(guān)于復(fù)雜地形區(qū)域分散式風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)的探討［J］．能源與節(jié)能，2018(2):52－53．
［6］國家能源局．關(guān)于加快推進(jìn)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)要求的通知［Z］．北京:國家能源局，2017．
摘要：隨著開發(fā)條件好的集中式風(fēng)電資源開發(fā)殆盡，棄風(fēng)限電現(xiàn)象日趨頻繁，注重消納、并網(wǎng)靈活的分散式風(fēng)電資源在近幾年的時(shí)間內(nèi)日益受到政府、風(fēng)電開發(fā)企業(yè)的重視。但受限于之前分散式風(fēng)電發(fā)展緩慢的局面，目前尚未有較為完善的分散式風(fēng)電選址方法。根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)并結(jié)合國內(nèi)近期出臺的有關(guān)政策文件，通過建立消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址，為相關(guān)單位開展分散式風(fēng)電選址提供了可靠的參考。筆者對此分散式風(fēng)電選址方法進(jìn)行了介紹。
0 引言
在化石能源日趨緊張的今天，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，越來越受到人們的重視。風(fēng)力發(fā)電是目前新能源領(lǐng)域中技術(shù)最為成熟且最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)［1］。
在近十幾年的時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)的風(fēng)電行業(yè)得到了快速發(fā)展，但隨著集中式風(fēng)電資源的開發(fā)殆盡，加上“棄風(fēng)限電”的困擾，分散式風(fēng)電憑借其投資省、能就近消納、接入方式靈活等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到業(yè)界重視［2］。但是我國分散式風(fēng)電發(fā)展較為緩慢，截至2017年底，我國分散式風(fēng)電裝機(jī)在風(fēng)電總裝機(jī)中占比不足2%，其發(fā)展水平遠(yuǎn)低于歐洲分散式風(fēng)電發(fā)展水平，亦滯后于我國分布式光伏發(fā)展水平。在當(dāng)前的環(huán)境下，發(fā)展分散式風(fēng)電具有重要意義:一是有助于解決風(fēng)電接入對大電網(wǎng)的安全問題;二是分散式風(fēng)電一般位于負(fù)荷中心附近，利于消納，有效避免“棄風(fēng)”現(xiàn)象;三是解決遠(yuǎn)距離輸送電力帶來的能源損耗問題［3］。
國內(nèi)的集中式風(fēng)電發(fā)展已較為成熟，擁有較為完善的選址方法，而分散式風(fēng)電開發(fā)建設(shè)較為緩慢，與集中式風(fēng)電差別較大，分散式風(fēng)電更注重消納且裝機(jī)規(guī)模較小，先選擇風(fēng)資源較好的區(qū)域再考慮其他因素的集中式風(fēng)電選址方法不適用于分散式風(fēng)電選址。本階段根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)及國家有關(guān)政策等，建立一種消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，可以以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址。
1 分散式風(fēng)電發(fā)展形勢
分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目是指位于負(fù)荷中心附近，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入電網(wǎng)，并在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行消納的風(fēng)電項(xiàng)目［4］。
分散式風(fēng)電在建設(shè)過程中，具有選址靈活、占地少、規(guī)模小、投資少、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，且由于靠近配電網(wǎng)負(fù)荷中心的末端，可以結(jié)合實(shí)際情況靈活選擇最佳接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電出力和地區(qū)負(fù)荷的就地平衡［3］。分散式風(fēng)電不需要升壓上網(wǎng)，對并網(wǎng)的裝機(jī)容量、負(fù)荷水平、短路容量等要求相對較低，有利于加強(qiáng)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，具有較為突出的技術(shù)優(yōu)勢。
近年來，中國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)飛速發(fā)展，風(fēng)機(jī)成本不斷下降，風(fēng)力發(fā)電成為目前規(guī)模最大的新能源發(fā)電方式。三北地區(qū)“棄風(fēng)”“棄光”問題的日益突出，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的顯著提升，行業(yè)管理和政策體系的逐步完善，給分散式風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展提供了契機(jī)。“十三五”規(guī)劃的出臺，為分散式風(fēng)電發(fā)展提供了更多的便利，未來幾年，中國東部、南部低風(fēng)速區(qū)域?qū)⒊蔀榘l(fā)展分散式風(fēng)電項(xiàng)目的主要地區(qū)［5］。
2 選址需關(guān)注的問題
由于分散式風(fēng)電較集中式風(fēng)電更注重消納，裝機(jī)規(guī)模小，分散式選址過程中需重點(diǎn)關(guān)注以下問題:
1)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施、本地平衡、就近消納”等原則進(jìn)行推進(jìn)［6］。
2)分散式風(fēng)電項(xiàng)目應(yīng)考慮接近負(fù)荷中心，距離接入點(diǎn)較近，距離一般控制在20 km左右。
3)依據(jù)周邊配網(wǎng)條件和接入能力、土地規(guī)劃情況(利用零散的土地資源建設(shè)分散式風(fēng)電項(xiàng)目)確定分散式風(fēng)電項(xiàng)目場址、開發(fā)容量和接入電壓等級。
4)接入電壓為35 kV及以下電壓等級，嚴(yán)禁向110 kV(66 kV)及以上電壓等級送電［6］。
5)為避免公用35 kV線路過載，建議單個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目的裝機(jī)容量不超過3萬kW。
6)分散式風(fēng)電項(xiàng)目選址時(shí)，應(yīng)避開集中式風(fēng)電項(xiàng)目。如其鄰近集中式項(xiàng)目，應(yīng)考慮風(fēng)電項(xiàng)目間的影響。
7)分散式風(fēng)電項(xiàng)目選址時(shí)，應(yīng)避開基本農(nóng)田、保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、地質(zhì)公園、森林公園、國家一級生態(tài)公益林、I級保護(hù)林地等環(huán)境敏感因素。
3 實(shí)例分析
由于分散式風(fēng)電更注重消納，集中式風(fēng)電的選址方法不適用于分散式風(fēng)電的選址，因此，本階段根據(jù)廣西LA縣電網(wǎng)消納情況，從風(fēng)資源、環(huán)保、林業(yè)等角度，建立消納－大尺度－中尺度－小尺度的分散式風(fēng)電選址方法，快速篩選出LA縣的分散式風(fēng)電場址。
3．1消納分析
通過收集當(dāng)?shù)?10 kV及以下等級變電站地理位置、當(dāng)?shù)亟?年負(fù)荷情況、電網(wǎng)地理接線圖、近期供電情況等資料，按110 kV升壓站管控網(wǎng)架區(qū)域研究各升壓站的消納情況，如某個(gè)110 kV升壓站無消納空間，則該110 kV升壓站的電網(wǎng)網(wǎng)架內(nèi)無需進(jìn)行下一步的分析工作。LA縣內(nèi)有3座110 kV升壓站，根據(jù)初步消納分析，SZ站電力缺口約20 MW，LA站電力缺口約30 MW，YY站電力缺口約25 MW。
3．2大尺度因素排查
本文論述的大尺度因素主要包括以下幾點(diǎn):
1)范圍較大、涉及較廣的環(huán)境敏感因素(自然保護(hù)區(qū)、國家地質(zhì)公園等);2)難以進(jìn)行風(fēng)電開發(fā)的喀斯特地貌、大型水庫等(通過Google Earth可快速識別);3)已考慮作為集中式風(fēng)電開發(fā)的場址。以上大尺度因素的資料相對容易獲得，分析的工作量較小，可以迅速縮小選址范圍，減少后續(xù)分析的工作量。
根據(jù)已掌握的資料，LA縣境內(nèi)分布有兩個(gè)保護(hù)區(qū)，境內(nèi)約31．5%的地形屬喀斯特地貌，規(guī)劃有一個(gè)集中式風(fēng)電場址。通過以上大尺度因素的排查分析，LA縣的分散式風(fēng)電選址基本上可以舍棄大部分區(qū)域。具體可利用區(qū)域見圖1。
3．3中尺度因素排查
本文論述的中尺度因素為:風(fēng)能資源相對較好的區(qū)域(80 m高度風(fēng)速值5．0 m/s以上)。該中尺度因素需通過查詢相關(guān)軟件，及與周邊已有實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù)對比分析等工作方可獲得，工作量較大。通過中尺度因素排查，可迅速鎖定場址大概區(qū)域。
根據(jù)初步分析，LA縣境內(nèi)余下可利用區(qū)域中風(fēng)能資源條件相對較好的區(qū)域主要為縣城的東側(cè)、西側(cè)，初步篩選出兩片可利用區(qū)域。初步篩選的分散式風(fēng)電場址見圖2。
3．4小尺度因素排查
本文論述的小尺度因素資料主要包括以下幾點(diǎn):
1)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級水源保護(hù)區(qū)、農(nóng)村級水源保護(hù)區(qū);2)國家一級生態(tài)公益林;3)I級保護(hù)林地;4)文物設(shè)施;5)基本農(nóng)田。以上小尺度因素的資料較為繁多，如全部查詢所花費(fèi)時(shí)間較多，本文通過大尺度、中尺度的因素排查分析，鎖定分散式場址大致范圍后再進(jìn)行排查可以大大節(jié)約時(shí)間。
通過消納－大尺度－中尺度－小尺度的分析工作，最終在LA縣境內(nèi)篩選出兩個(gè)分散式風(fēng)電場址(見圖3)。
4 結(jié)論
結(jié)合上述分散式風(fēng)電選址實(shí)例分析，分散式風(fēng)電場選址與集中式場址選址的不同之處在于分散式風(fēng)電與消納緊密結(jié)合，場址范圍可能很小，無法像集中式場址一樣先選擇風(fēng)資源較好的區(qū)域再考慮其他因素進(jìn)行選址。本文根據(jù)分散式風(fēng)電的特點(diǎn)并結(jié)合國內(nèi)近期出臺的有關(guān)政策文件，通過先分析消納，再通過大中小尺度因素的排查工作，可以較小的工作量快速、準(zhǔn)確篩選出分散式風(fēng)電場址，為相關(guān)單位開展分散式風(fēng)電選址提供了可靠的參考。
參考文獻(xiàn):
［1］李麗珍．分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)要點(diǎn)分析［J］．能源與節(jié)能，2013(6):45－46．
［2］孫立成，趙志強(qiáng)，王新剛，等．分散式風(fēng)電接入對地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究［J］．四川電力技術(shù)，2013(2):73－76．
［3］覃楊．分散式風(fēng)電建設(shè)與發(fā)展研究［J］．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014(18):106－107．
［4］國家能源局．分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見［Z］．北京:國家能源局，2011．
［5］王紅光．關(guān)于復(fù)雜地形區(qū)域分散式風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)的探討［J］．能源與節(jié)能，2018(2):52－53．
［6］國家能源局．關(guān)于加快推進(jìn)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)要求的通知［Z］．北京:國家能源局，2017．
