2012年5月内蒙古科技与经济M ay2012 第10期总第260期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.10T o tal N o.260
锡林郭勒盟风资源状况及风电场建设
赵永胜1,李然涛2
(1.内蒙古国电能源投资有限公司右中发电厂,内蒙古兴安盟 137400;
2.内蒙古国电新能源有限公司,内蒙古呼和浩特 010000)
摘 要:介绍了锡林郭勒盟风能资源及风电场建设的现状,指出了目前形势下锡林郭勒盟风电再发展的几点思考。
关键词:锡林郭勒盟;风资源;风电场建设;解决电网“瓶颈”问题
中图分类号:T M614 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)10—0057—02
锡林郭勒盟有着广褒的土地,蕴藏着丰富的风能资源,同时也是中国风力发电的摇蓝,早在20世纪70年代初,广大农牧民群众就开始尝试利用这里的风能资源,80年代大量的微小型风力发电机的研制、推广和应用,初步解决了偏远农牧区的家庭生活用电。进入20世纪80年代后期,一种大规模的开发并网型风电场建设的热潮在西方一些经济发达国家兴起,不久便波及到包括中国在内的发展中国家,锡林郭勒盟的风能开发利用首当其冲也进入到一个新的阶段。1989年12月建起内蒙古第一个也是中国最早的风力发电场—朱日和风力发电场,此后又经过20多年艰辛努力,时至2011年底,全盟风电场总数31座,计核准风电项目315万kW,已完成建设并网装机总容量246.8万kW,为中国风电事业的发展做出了应有的贡献。
1 锡林郭勒盟风能资源
1.1 地理、地形梗概
锡林郭勒盟位于中国的正北方,内蒙古自治区的中部,地处东经115°13'～117°06';北纬43°02'～44°52,东西长700km,南北宽500多km,总面积20.3万km2。是东北、华北、西北交汇地带,也是距京、津、唐、最近的草原牧区。该盟是一个以高平原为主体,兼有多种地貌的地区,地势南高北低,东、南部多低山丘陵,盆地错落其间,为大兴安岭向西和阴山山脉向东延伸的余脉。西、北部地形平坦,零星分布一些低山丘陵和熔岩台地,为高原草场。
境内,大兴安岭西麓低山丘陵区,亘于东乌珠穆沁旗东部和西乌珠穆沁旗东部和南部,成为锡盟与兴安盟、通辽市和赤峰市的分界线。乌拉盖盆地又称索林淖尔盆地,位于东乌珠穆沁旗中南部和西乌珠穆沁旗中北部。乌珠穆沁波状高平原主要分布于东乌珠穆沁旗与西乌珠穆沁旗北部、锡林浩特市中北部和阿巴嘎旗东部。
阿巴嘎旗火山熔岩台地,南抵浑善达克沙地北缘,东以锡林河为界,西至阿巴嘎旗查干淖尔,北至巴龙马格隆丘陵地。苏尼特层状高平原,在地貌上隶属于乌兰察布高原。包括苏尼特左旗大部和苏尼特右旗朱日河以北的大部地区。
察哈尔低山丘陵地区,包括太仆寺旗全部、多伦县大部、正镶白旗、苏尼特右旗、镶黄旗、正兰旗南部地区。
1.2 锡林郭勒盟风资源的气候成因
锡盟属中温带干旱半干旱大陆性季风气候,它处于北半球盛行西风带,本区的大风和多风天气主要分布在春、秋、冬三季,特别是秋末至来年春初,冷空气活动和寒潮天气过程较为频繁,是造成本地区大风多风的根本原因,这段时间,有偏西、偏北大风且风速很大,尤其是三路寒潮暴发南下,几乎席卷整个锡林郭勒盟,这三条寒潮的路径是:西路来自俄罗斯新地岛以西的北冰洋面上,经西伯利亚进入我国新疆,然后沿河西走廊进入本地区再行南下。中路由新地岛以东经贝加尔湖、蒙古国横扫锡林郭勒高原,劲穿而过,这路寒潮势力最强,大风范围也最广。东路由东西伯利亚、鄂霍次克海、扫掠本区东北而后南下。锡林郭勒盟区域内尤受中路寒潮影响最大,同时又受西路寒潮叠加影响。每年以寒潮影响的次数,最多平均为5.7～6.6次,寒潮持续天数不等。在这种寒潮大风的影响下,形成冬半季锡林郭勒盟地区丰富的风能资源。
春季,暖空气北上与冷空气交绥,蒙古气旋活动频次剧增(全年40%左右),每次气旋活动均造成大范围持续数天之久的大风天气,绝大地区年最大风速出现在3～5月是与强烈发展的气旋过程密切相关的,本季节多刮西南或偏西大风,使本区春季成为全年风资源最多又比较稳定的季节。
夏季,气温升高,气压梯度是全年最小的,风力普遍减弱,形成全年风资源最小的季节。
秋季,强西风带向南扩展,冷空气活动渐次增强,形成全年风资源的次峰期。
就全盟来看,风力最大月份在4、5月,风力最小月份在6、7、8月。
风速日变化比较趋于典型,基本上是白天大、夜晚小,每天上午10时开始—下午4时是全天的高潮期,随后逐时转落,直至23时—次日5时为全天低潮
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收稿日期:2012-03-25
总第260期 内蒙古科技与经济
期,上午5时～10时又逐时升高,反复如此,四季基本相同。
1.3 锡林郭勒盟风资源区划
锡林郭勒盟区域内10m高度层的年平均风速为4.2m/s(内蒙古全区为3.7m/s),全盟风能最佳区和较佳区,行成两个强风带;一是从苏尼特右旗向东延伸、经镶黄旗、苏尼特左旗南部、正镶白旗北部、浑善达克沙地直至正蓝旗五一牧场;二是由苏尼特左旗及阿巴嘎旗的西北中蒙边界起,向东南越过锡林浩特市北部至西乌旗中部。这一区域约占全盟总面积的50%左右。其年有效风能量约在1000kw・h/ m2・年～2480kw・h/m2・年;年平均风能密度约在240W/m2～320W/m2;年可利用风小时数约在5250h～7800h;即年可利用率在60%～90%。在这些地区可以根据需要及电网状况,选择优良场址,建设超百万级大型风电场或中型风电场。除最佳和较佳区外,全盟其余面积均在风能可利用区范围。可以选择有利于风加速的地形开发风电场或因地制宜发展微小型风力发电、风力提水机是较适合的。
表1 各级风能区划主要指标
风能区划ⅠⅡⅢ
年内≥6m/s风时3100～47502300～31001000～2400
年可利用风小时数6100～78005250～67804380～6000年平均风能密度(瓦/平方米)240～320170～240100～200年有效风能量(千瓦时/平方米・年)1500～24801000～1500400～1000年可利用率(%)70～9060～8050～70
锡林郭勒盟在如此大的幅员范围内拥有这么大面积的风资源最佳区、较佳区,本区的风能资源不仅丰富,而且具有稳定性高、持续性好的风能品位。使本地区无论是近期和长远期都具备了开发风电的优势条件,这是全国其它省市少有的。
2 锡林郭勒盟风电场发展建设与现状
1989年,锡林郭勒盟首开先河建成内蒙古第一座风力发电场—朱日和风力发电场,完成了引进5台美国100kW风电机的建设并网投产,此后至1996年底又相继完成了锡林和灰腾梁风电场的开发建设,奠定了本盟风电大发展的基础。进入21世纪初以来,由于全球性能源与环保形势的需要及锡林郭勒盟丰富风能资源的开发价值的大发现激活和吸引了投资者,许多风电场投资商纷至沓来,鏖战于锡林郭勒高原上,风电场建设出现了前所未有的强劲势头,至目前,全盟已完成投运风电装机容量达到246. 8万kW,其中,锡林浩特灰腾梁风电场建设规模已达到126.4万kW,形成了全区乃至全国重要的风电产业基地。另外,还有许多地方在进行风电场规划和风力资源观测,准备建设更多的风电场。
但是,随着风电大规模的发展,一些制约风电发展的问题也接踵而来,甚至让人始料不及,其中风电的并网运行和风能资源的统筹利用成为制约风电发展的最重要因素,2011年并网风电场平均等效年利用小时数仅为1680h,别是在长达7个月的冬季取暖期,风电弃风甚至达到30%～50%。因电网吸纳问题造成已建好的风电场利用效率不高、效益较差,给风电场业主造成巨大损失。
由于电网不能容纳这么大规模的风电可发容量,目前电网建设速度又滞迟于风电建设速度,电网已经成为风电健康发展的“瓶颈”。严重的现实已摆在面前,如何在政府、电网及风电建设部门共同重视,风电场运行、风电设备性能和电网调度等条件下,科学化的解决好眼下的问题,不但关乎着风电能否有效利用,更直接影响着锡盟及全区的能源格局的发展。
3 对目前形势下风电再发展的几点思考
为做优、做强、做大锡林郭勒盟风电建设,首当其冲是要解决当地电网对风电的输出问题,这就需要电网企业应该加强电网规划和建设,以扩大可再生能源电力配置范围,电网的发展应与风电发展规划和其他可再生能源发展规划保持同步。电网公司对下属公司接纳风电要有激励机制,实现电网企业内部的利益均衡。同时在电网调度方面要采取措施保障风电并网的最低限额指标,制定相应的风电调度原则和风电上网次序,以避免因调度问题引起的风电发电量损失。电网技术在吸纳风电上网所需的硬件配置、技术水平方面有待提高。
伴随着风电并网容量不断增加,风电场开始进入事故高发期,风电“井喷”式发展潜在问题开始集中爆发,风电机大面积故障脱网,导致电网系统电压、频率大幅度波动,威胁到电力系统安全稳定运行。
风电场建设、运行与电网安全之间的矛盾已摆在面前,容不得半点忽视,这就需要风电制造、风电运营、电网公司在风电设备技术、设备质量、风场管理、电网接入以及运行安全监管等各个方面下大力气统筹解决。
对于风电场业主来说,集中一地建设大型风电场,利于管理、减少投资和运行成本,但限于当前电网发展不能满足风电建设,而在风电仍要继续发展的情况下,我们认为:可以适当的放缓风电建设速度,等待电网发展,在此期间可投入精力进行风电场的前期预选、勘测和科学合理的规划工作,为下一轮的发展做好准备。
根据国家能源局提出的建设分散式风电场,就近上网,就近消化的原则,在当地220千伏变电站已不能接纳风电容量情况下,应考虑使用110千伏电网,选择靠近有用电负荷的城镇、工业开发区,或靠近张家口的坝上、靠近东北老工业基地的乌珠穆沁一带进行5万kW以下分散式风电场的建设。
4 结束语
锡林郭勒盟地大风博,风电发展方兴未艾,在目前这个时期内所面临的许多新问题和新挑战,只有不断总结分析发展与矛盾各方面的经验教训,用科学发展观的思维与方法,去解决问题,促进本地区风电持续健康发展。
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