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摘要：在绿色环保、节能减排已经成为当今社会可持续发展的大前提下，利用风力发电、光伏发电已成为当今世界开发新能源、缓解能源紧缺矛盾与改善生态环境的重要依托。依托丰富的风能、太阳能资源，我国各地大力发展相关产业，初步形成了较为完整的产业链，然而风力、光伏电源不同于传统电源，它的输出功率随环境因素的改变而变化，随着风力、光伏系统在电网中所占比例的不断增大，其自身固有的间歇性、随机波动性在电能质量、系统安全可靠运行、系统调峰及电力系统规划等方面给电网带来不容忽视的影响，阻碍了其在电网上的大规模应用，严重影响了电站收益，近些年“弃光限发”尤为突出，造成了大量的资源浪费。本文将就风力发电及光伏发电限电问题展开讨论。
关键词：风力发电；光伏发电；限电问题
世界性能源紧缺和全球性的环境压力促使各国政府大力致力于新能源开发。其中，利用太阳能、风能发电是开发新能源的重要组成部分。在能源战略剧烈变化和政策的驱动下，光伏发电、风力发电发展很快。风力发电在突破技术和成本两个瓶颈后加速发展，已经进入规模化建设，商业化运营。“十二五”时期，国务院发布了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，光伏产业政策体系逐步完善，光伏技术取得显著进步，市场规模快速扩大。
一、我国风力发电、光伏发电现状
1.风力发电现状
截至2017年年底，我国风电核准未建项目为95.5GW，为享有0.47-0.60元/千瓦时的风电标杆电价，项目均须在2019年年底前开工建设。我们预计截至2020年年底，风电累计装机将达284GW。2017年全国的弃风情况有较大的改善，弃风率为12.0%，较2016年下降了约5个百分点。2016年全国风电新增装机为23.4GW，同比下降24%，2017年全年风电新增装机约为19.5GW，同比下降约17%。基于以上分析，预计在弃风率下降、红六省逐渐解禁、电价驱动等多因素作用下，18年新增风电装机有望反转。到2020年，新增装机量预计将达到38.3GW，年均复合增长率将达到25%。
2.太阳能发电现状
截至2017年底，中国太阳能光伏发电累计装机达到了130.25GW，而此前太阳能“十三五”规划的目标仅105GW，已经提前并超额完成了“十三五规划目标”。新增装机规模方面，2017年，中国太阳能光伏发电新增装机为53.06GW，同比增加18.52GW，增速高达53.62%，再次刷新历史高位。从新增装机布局看，由西北地区向中东部地区转移的趋势明显。华东地区新增装机1467万千瓦，同比增加1.7倍，占全国的27.7%。华中地区新增装机为1064万千瓦，同比增长70%，占全国的20%。西北地区新增装机622万千瓦，同比下降36%。
三、风力发电及光伏发电限电问题
3.1我国“弃风弃光”限电问题现状
我国在可再生能源发展取得巨大成就的同时，风电、光电消纳难、“弃风弃光”电量逐年增加的问题日益凸显。2016年一季度全国风电上网电量552亿千瓦时，平均利用小时数422小时，同比下降61小时，弃风电量192亿千瓦时，同比增加85亿千瓦时；平均弃风率26%，同比上升7个百分点。其中，“三北”地区平均弃风率逼近40%，内蒙古弃风率为35%，甘肃为48%，吉林为53%，宁夏为35%，新疆为49%。全国弃光限电约19亿千瓦时，主要发生在甘肃、新疆和宁夏，其中，甘肃弃光限电8.4亿千瓦时，弃光率39%；新疆（含兵团）弃光限电7.6亿千瓦时，弃光率52%；宁夏弃光限电2.1亿千瓦时，弃光率20%。如果这种势头不能尽快遏制，今年全年弃风、弃光电量很可能分别突破400亿千瓦时和100亿千瓦时。这种情况给可再生能源发电企业带来严重经济损失，打击了投资者们继续投资可再生能源基础建设项目的积极性，产业的可持续发展形势堪忧。从2020年我国非化石能源在一次能源中占15%的目标来看，届时光伏发电和风力发电的装机需达1亿千瓦和2亿千瓦之上。消纳和并网问题如果不能得到有效解决或者缓解，将成为可再生能源电力发展的绊脚石。
3.2限电的原因分析
限电问题的原因是多方面的，不仅有基础设施和技术方面的原因，也有政策体制的因素，还有发展战略、经济激励、运行管理、电力体制、价格机制、利益分配等问题。主要有如下几点：
（1）可再生能源与其他常规能源发展规划的数量控制以及国家建设布局与电网规划衔接方面存在问题，且可再生能源的飞速发展与电网基础设施建设滞后的矛盾是“弃风弃光”问题产生的直接原因。虽近年来我国可再生能源的发电量增长迅速，但是还没有做好适应可再生能源大规模、快速度发展的准备。伴随着可再生能源电力装机及发电量在电力市场的比例不断增加，电网与电源之间的冲突日益明显，变成了不同能源发电争相并网的通路之争。一些地方变相降低风电上网电价，风电、光伏企业要报零电价才可获得上网电量，甚至有的地方政府要求风电企业拿出收入补偿当地火电企业，侵害可再生能源企业的合法利益。
（2）电网智能化水平有待提高，风电、光电输配通道不够顺畅，由于太阳能、风能发电具有间歇性和波动性，在油、水、气电力资源比较少的区域，调峰调频能力整体较差，加上目前储能材料及技术跟不上可再生能源的快速发展，仅仅依靠火电机组的有功调节速度较慢，很难适应风电、光电出力的瞬间变化。且当前的电网运行控制技术远不能满足风电、光电大量连接入电网的条件，随着近年风电、光电等可再生能源的快速且大规模发展，电网安全运行的稳定性问题已逐渐显露。
（3）可再生能源市场体系建设比较滞后，风电光的市场消纳渠道不够通畅，虽然我国《可再生能源法》等法规已明确提出上网制度、分类电价制度等条例，但执行力度仍然欠佳，现实中尚未有行之有效的机制配套，导致法规出台的象征性意义比较大，而实效性不足，不能解决实质性问题。
（4）现行电网制度安排将一省的电力生产和分配限制在该省电网范围之内，而在电力跨省或跨区域传输时，容易产生省间壁垒，给省级和地区之间的电力传输带来很多困难。尤其是在电力需求增速放缓的情况下，电力输入省更加倾向于保护本省的电力生产，而不愿意接受外来电力。该问题在一定程度上激化了“弃风弃光限电”情况的发生。
四、促进风力、光伏发电发展的建议
4.1加强统一规划，实现风电、光电等可再生能源合理、有序开发
电网是具有网络属性的产业，讲究系统性、整体性。在规划体系中，既要优先发展再生能源，同时兼顾常规能源电力的清洁化改造，保障规划的有效性和科学性。合理进行能源规划和电力的整体分布，把再生能源电力的发展放在优先地位。制定科学的规划方案。电力规划方面，应在输配侧、消费侧及电源侧进行电量等进行多角度规划。要将电力规划与区域经济产业发展规划结合起来，一方面为经济发展提供电力保障，另一方面促进可再生能源的消纳。
4.2发展智能电网，加强电网控制智能化水平
利用大数据、云计算等技术，收集、分析、运用风电、光电等间歇性电源出力规律，利用不同能源的出力特性的互补性，让新能源电力之间本身起到削峰填谷的作用，提高风电、光电的预测和控制能力。加强和完善电力通讯技术，通过统一调配程序智能化改革，形成综合化电网调配支持的技术系统，保证大电网（特高压）的稳定、持续、安全运行，适应大规模清洁能源的接入需要。
五、结束语
我国已成为全球第二大经济体，是世界第一大能源生产和消费国，由于能源结构以煤为主，带来了日益严重的资源紧张、环境污染和气候变化等问题。解决问题的根本出路只能是转变能源发展方式，加快可再生能源开发利用，坚持走低碳发展道路，实施可再生能源替代化石能源，电能消费主导能源消费，构建以可再生能源为主导的电力系统。这是历史赋予我们的责任和机遇，也是保障国家能源安全、满足人民生活需求、转变经济增长模式、引领科技进步、树立负责任大国形象的必然选择。
参考文献：
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