丹麦风电调峰调频机制探讨及对中国的启示
国外分散式风力发电关键技术研究及对我国的启示
国外分散式风力发电关键技术研究及对我国的启示赵君【摘要】美国、德国、西班牙和丹麦等国的分散式风力发电发展迅速,关键因素是分散式风力发电的技术相对成熟,并制定了一系列政策和激励措施.通过对这些国家分散式风力发电发展的关键技术进行深入研究,借鉴其在该领域的先进经验,总结我国分散式风电发展中存在的技术问题,对促进我国分散式风电项目的开发以及技术的进步具有重要意义.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2017(038)008【总页数】5页(P11-15)【关键词】分散式;风力发电;电网接入【作者】赵君【作者单位】国网黑龙江省电力有限公司,黑龙江哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】TM614风电的大规模集中开发和分布式利用已是国内外广泛关注的两种风能开发形式。
“十一五”期间，我国风电发展的主要模式是大规模集中开发并网，大规模风电的迅猛开发也带动了风电产业的快速进步，但同时也带来了风电消纳的难题，“弃风率”居高不下。
在这种情形下，分散式接入模式应运而生，并且逐渐广泛地得到了应用。
分散式风电系统具有规模小、见效快且能源利用率高的优势。
所以我国“十二五”期间将“建设大基地，融入大电网”模式改为了“集中+分散”的方式，鼓励靠近负荷中心开发风场，分散接入。
从技术和政策层面来说，我国对大规模风电并网和分布式电源接入都有了相应技术规定和营运模式，而对以“就地消纳、多点接入、集中监控”为特点的分散式风电还缺乏相关技术标准及系统性的研究。
1.1 分散式风力发电的定义[1]分散式接入风电项目是指位于用电负荷中心附近，不以大规模远距离输送电力为目的，所产生的电力就近接入电网，并在当地消纳的风电项目。
分散式接入风电项目应具备以下几个条件：a. 应充分利用电网现有的变电站和线路，原则上不新建高压送出线路和110 kV、66 kV变电站，并尽可能不新建其他电压等级的输变电设施；b. 接入当地电力系统110 kV或66 kV降压变压器及以下电压等级的配电变压器；c. 在一个电网接入点接入的风电装机容量上限以不影响电网安全运行为前提合理确定，统筹考虑各电压等级的接入总容量，并鼓励多点接入；d. 除示范项目外，单个项目总装机容量不超过50 MW。
世界风电对我国风电发展及欧洲电网接纳可再生能源的启示(很有参考价值)
世界风电对我国风电发展的启示风电发展不仅仅是某一种能源资源的开发利用问题，还是需要整个电力系统实现综合协调和资源优化配置的问题。
全方位总结分析各主要风电发展国家的特点和经验，可对我国的风电发展提供一些借鉴。
首先，制定和出台具有激励性和引导性的政策措施，是促进风电发展最直接的推动力。
在当前技术及经济性条件下，风电仍不完全具备市场竞争能力，因此需要政府出台促进风电发展的激励政策，为投资风电开发项目的社会投资者提供必要的市场保障和基本的收益预期。
各国采取的激励性政策主要有以下形式：一是实行风电优先上网政策。
各国普遍要求在保证电网安全稳定运行前提下，对风电实行优先上网。
二是出台具有投资回报预期的上网电价。
丹麦规定，参与市场竞争的风电开发商除获得市场中标电价收益外，还可以获得由政府提供的电价补贴。
西班牙允许风电开发商每年在固定上网电价和“市场 补贴”两种方式中进行选择，并规定了补贴上限和下限，确保风电项目内部收益率维持在7%左右。
三是实行可再生能源配额制，以确保实现政府规划目标。
可再生能源配额制是政府强制规定本地区可再生能源必须达到发电量或消费量一定百分比的政策。
至2010年年底，澳大利亚、日本、印度以及美国36个联邦州实行了该政策。
其次，严格的技术标准和管理规范，是实现风电可持续发展的基本前提。
风电大规模开发和利用，必须通过接入电网、融入电力系统才能实现。
由于电力系统安全稳定运行的基本特点就是通过对电源出力的有效控制来实现对瞬间变化的负荷需求的响应，因此，电源的可控、在控是保证电力系统安全稳定运行的基本技术要求。
当风电发展到一定规模的时候，系统内的风电机组也不能例外。
国外主要风电发展国家均已充分认识到提高风电技术标准和严格管理规范的重要性，因此在出台激励性政策措施的同时，也十分重视风电标准和并网技术管理。
丹麦的《可再生能源促进法》就对风电机组的检测认证进行了详细的规定，只有通过严格检测的风电机组才能并网。
低碳经济的丹麦模式及其启示
低碳经济的丹麦模式及其启示 摘要：经济增长和环境保护类似于“鱼”与“熊掌”不可兼得，但丹麦低碳经济发展却创造了“减排和经济繁荣并不矛盾”的模式。丹麦成功经验包括：能源消费结构转型、能源发展重点转变、制定与实施新能源战略等，这些经验对我国发展低碳经济有一定的借鉴意义。 关键词：低碳经济，能源结构，能源网络体系
经济学理论告诉我们，经济增长和环境保护类似于“鱼”与“熊掌”，不可兼得。然而，近30年来，丹麦经济增长了45%，二氧化碳排放量却减少了13%，能源消耗只增长了7%，创造了“减排和经济繁荣并不矛盾”的“丹麦模式”。
一、丹麦实现可持续发展的成功经验 （一）能源消费结构：从“依赖型”向“自力型”转变 丹麦能源消费主要由石油、天然气、煤和可再生能源等构成，其中石油消费占90%。20世纪70年代以前，丹麦93%的能源消费依赖进口，当时由于油价便宜，政府并不怀疑“依赖型”能源消费结构对经济发展的影响。但一切改变是从第一次世界石油危机开始的。 1973年10月6日，埃及和叙利亚入侵以色列，第四次中东战争爆发，为了惩罚以色列的支持者，欧佩克组织（OPEC）中的阿拉伯成员国宣布停止向美国和荷兰出口石油。石油输出国组织的阿拉伯成员国把原油价格提高了好几倍。危机前，石油价格每桶只有3.01美元，到1973年底，高达每桶11.651美元，提价3～4倍。至此，世界第一次石油危机爆发。荷兰首都阿姆斯特丹是欧洲主要的石油输入港口，欧佩克“掐住”荷兰的脖子，意味着整个欧洲都要受到波及，丹麦也不例外。国内90%的能源需求都依赖于原油的丹麦很快感到捉襟见肘。6年之后的1979年，石油危机再次爆发，依赖于石油的欧洲国家再次受到重创。石油提价大大加大了丹麦国际收支赤字。受到两次能源重创后，丹麦开始尝试改变过去依赖于传统能源的模式，在能源消费结构上，努力实现从“依赖型”向“自力型”转变。 丹麦政府把发展低碳经济置于国家战略高度，抓紧制定了适合本国国情的能源发展战略。丹麦政府认识到一个强有力的政府部门牵头主管能源的重要性，为此，丹麦能源署于1976年应运而生。该部门最初是为了解决能源安全问题，后来，该部门从国家利益高度出发，调动各方面资源，统筹制定国家能源发展战略并组织监督实施，管理重点逐渐涵盖国内能源生产、能源供应和分销以及节能领域。 在能源消费结构转型中，丹麦从国家战略上做了两个方面的努力：一是提高能源自给率。早在20世纪80年代，丹麦政府着力开发本国北海油气资源，2005年石油生产量达到了1800多万吨，天然气产量折合910万吨油当量。能源自给率1990年即上升到50%左右，1997年达到100%，此后能源供大于求的势头有增无减，2005年自给率更高达156%，而日本和美国分别为18%和71%。二是实现能源来源多元化战略。丹麦在实现石油供应充足的条件下，根据资源优势，大力发展以风能和生物质能源为主的可再生能源。利用价格杠杆，鼓励企业利用价格低廉的煤炭、天然气替代石油。 近年来，丹麦能源结构发生了显著变化，天然气和可再生能源比重增加，煤炭的比重在明显减少。1980年～2005年，丹麦能源结构不断优化，石油和煤消费量均减少了约36%，天然气消费比重达到20%，可再生能源比重超过15%，风电发电量约占全部电力消耗的20%，提前5年完成欧盟提出的2010年达到29%的目标。按照丹麦能源署的预测，到2025年，可再生能源在发电总量中的比重将达到36%，其中风力发电占大部分；到2030年能源构成将是风能50%，太阳能15%，生物能和其他可再生能源35%。丹麦的远景目标是，到2050年～2070年完全摆脱对化石能源的依赖。为了达到这一目的，丹麦政府大力提高风能、太阳能、生物质能源利用比例。 目前，丹麦是石油和天然气的净出口国，在可再生能源开发利用特别是风力发电和生物质能热电联产应用方面，在欧盟成员国中处于领先地位，是欧盟惟一的能源净出口国和最低单位GDP能源消耗国。 （二）能源发展重点：从“核能替代”向“风能替代”转变 20世纪80年代，西方国家普遍看好核电，各国也大力发展核能。核能发电随全球电力生产而稳步增长，核能发电占世界电力生产的份额已从1960年小于1%增加到1986年16%。因此，丹麦政府在选择新能源之初，也是跟随世界潮流，大力发展核能。但是，丹麦政府并没有预料到，用核电来代替石油的计划一经提出，因为安全问题和核废料的处理问题，核电建设遭到了民众的激烈反对。随着越来越多的丹麦民众和环保主义者走上街头抗议，丹麦政府不得不放弃发展核电，而转向风能。可以说丹麦风力发电今天的成功，是环保主义者推动改变能源结构的一项副产品。到1985年，核电站彻底从丹麦国土消失了，原本核电站的所在地——罗斯基勒州的里索，便成了丹麦风能产业的诞生地。 现在看来，选择风能，是个十分明智的决定。作为一个三面临海的多风之国，强劲的风力是驱动丹麦利用风能的外因。丹麦有着利用风力资源的悠久传统，在利用风能方面处于世界领先水平。经过20多年的发展，在风电领域，丹麦已经成了行业的绝对领先者，成为世界风能发电大国和发电风轮生产大国，丹麦的风电设备占世界市场的40%以上，为世界第一。风能发电地总装机容量超过了风车之国荷兰以及英国，世界上几乎一半的风机来自丹麦。2008年，丹麦向全球输出包括设备和服务在内的风电技术高达57亿欧元，占其国家出口总额的7.2%，风能行业成为丹麦仅次于医药行业的第二大出口产业。目前，丹麦已成为风能占发电量比例最高的国家，2006年达到23%，到2030年将达到75%，铸就名副其实的“风电王国”。 丹麦在发展风电时，最具特色的是做好基础性的布局工作：一是高度重视分布式能源发展。丹麦相当多的风电、生物质发电和热电联产都是以分布式供能方式开发建设的。采取这种方式，不仅使小型、分散、有效、清洁的可再生能源资源得以利用，而且使发展可再生能源与农村经济发展、边远地区经济发展联系起来，这不仅增加了这些地区居民的收入，还可以有效减少供能成本。二是能源网络设计的兼容性。风电也存在自身难以克服的弱点，由于气候多变和风力的不稳定性，风机的发电量难以控制，而用电量却是相对固定的，这在很大程度上为并网设置了障碍。面对这一难题，丹麦采取了一套行之有效的办法，维持了电力系统的平衡：（1）与邻国及北欧网络对接。丹麦、瑞典、挪威、芬兰之间建立了北欧电力市场，进行电力的相互输送。在无风时，丹麦会从邻国挪威进口水电，而风力发电富余时，丹麦就会将风电通过北欧电力交易市场卖给其他国家。目前，北欧国家之间已经实现了电力的相互输送，设在挪威首都奥斯陆的北欧电力交易市场为电力在各国之间自由交易提供了平台。丹麦的电力和天然气市场已完全放开，丹麦与北欧邻国包括挪威、瑞典等组建了北欧电网，可以根据市场情况随时通过电力进出口调节供需，并与整个欧盟大量开展跨境能源交易。丹麦发展海上风电目的不仅如此，其根本目的是向海外大量输出海上风电技术，丹麦的低碳经济技术出口13年来增长了8倍。（2）与整个欧洲网络对接。丹麦鼓动欧盟大力发展海上风电，通过德国、波兰等与欧洲北部电网相连，试图将海上风电输送到欧洲。这一计划得到欧盟支持，并已经列入欧盟支持海上风电发展的示范项目。为此，丹麦争取在2020年将海上风电发展目标从目前的30万千瓦左右，提高到300万千瓦。2009年计划达到90万千瓦，并开始向北欧电网大量供应风电。 （三）新能源战略实施：全方位的制度设计和政策支持 丹麦政府经济激励政策在推动低碳经济发展中扮演着重要的角色。强有力的经济措施，使得低碳经济在较短的时间内得到迅速发展并取得了明显的社会经济成效。 1．实行激励性的财税金融政策。 （1）开征碳税。在丹麦，为每度电支付的电费中所包含的税额高达57%，如果不采取节能方式，用户会付出更高昂的代价。政府运用税收价格机制，确保稀缺资源（如淡水等）得到合理使用，用绿色能源（即环境友好的能源）替代传统的以化石燃料为主体的能源。 （2）财政补贴。丹麦在能源领域采取了一系列措施推动可再生能源进入市场，包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠，对生物质能发电采取财政补贴激励。对可再生能源不但不征税，还会有补贴，这在很大程度上提高了投资者对新能源投资的积极性。为了鼓励丹麦人自建风车，政府大量补贴风能的发展。如投资商投资一个风电场，必须将其股份的20%让给当地居民，这样也同样提高了民众对发展新能源的兴趣。 （3）税收优惠。丹麦环境部早在1979年就要求风电强制上网，要求电力公司支付部分并网成本。从20世纪80年代初期到20世纪90年代中期，风机发电所得的收入都不征税。 （4）利用价格杠杆。在电价政策方面，丹麦采用固定的风电电价，以保证风能投资者的利益。如果利用风能发电，进入电网的价格是固定的优惠价格，在卖给消费者之前国家对所有的电能增加一个溢价，这样消费者买的电价都是统一的，但可以从电费单上看到火电和风电的差价。 2. 加大政府对能源技术创新的资助力度。丹麦是一个资源较为贫乏的国家，也是受气候变化影响最大的国家。因此，丹麦政府和国民具有强烈的忧患意识，把技术创新作为发展的根本动力。为了保持在能源领域的竞争力，丹麦政府不断增加对能源研发的资助。丹麦能源研究咨询委员会2006年4月公布了一项《丹麦能源研究、技术开发和展示战略》，提出要高度重视能源技术研发和展示，要组织大型公司和研究机构合作，研究目标要更多地集中于促进经济增长和发挥市场潜力。近年来，能源科技已成为丹麦政府的重点公共研发投入领域。他们通过制定《能源科技研发和示范规划》，希望到2010年，对能源方面的投入能翻番，以最终将成本较高的可再生能源技术推向市场。 3. 打破垄断。电力市场一般分为四个主体，即发电企业、输电企业、配电企业和用户。这四个主体缺少一个，就会导致垄断，用户利益受损。大多数国家都实行输配电一体化，由于缺少配电企业，导致电网垄断，从而阻碍了新能源上网。在丹麦，为了打破垄断，实行了输配电分开制度。市场有多家发电企业和配电企业，他们都是具有竞争性的市场主体。在市
欧洲海上风电规划机制和激励策略及其启示
欧洲海上风电规划机制和激励策略及其启示
马晋龙;孙勇;叶学顺
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2022(55)4
【摘要】中国海上风能资源丰富,海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段。
欧洲是海上风电行业的先驱和全球最大市场,积累了丰富的海上风电发展经验,对中国海上风电发展具有重要的借鉴价值。
以欧洲地区3个主要海上风电国家:英国、丹麦和德国为例,首先,从规划的关键责任方及其职责、规划流程两方面对比分析欧洲海上风电的规划机制及其优缺点;其次,分析欧洲为促进海上风电发展采取的典型激励策略,并结合3个国家的具体情况研究不同激励策略的特点和实施经验;最后,结合欧洲经验和中国国情,从规划机制和激励策略2个层面提出了促进中国海上风电发展的针对性建议。
【总页数】12页(P1-11)
【作者】马晋龙;孙勇;叶学顺
【作者单位】天津大学APEC可持续能源中心;天津大学建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.欧洲海上风电发展趋势分析及启示
2.欧洲海上风电发展趋势与政策机制的启示与借鉴
3.欧洲海上风电发展与启示
4.欧洲海上风电标准化经验及其对我国的启示
5.欧洲海上风电开发模式对福建的启示
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丹麦风电政策解析
丹麦风电政策解析风电行业概况就开技术的先进性和占有全球销售份额来说，丹麦风电设备制造商是目前世界上最成功的。
到2003年底，丹麦的总风电装机容量是3114MW（见表3），风电发电量占总发电量的20%（BTM，2004）。
稳定增长的年装机容量为丹麦的风机制造商提供了一个稳定的市场环境，丹麦已安装风机的99%都来自本国。
现代化的丹麦风电产业是立足于丹麦本国市场情况而建立的，这样可以随时提供必要的产品检测，从而对风电技术和生产工艺进行梳理（Krohn， 1998）。
丹麦拥有世界上最大的风机制造商Vestas 风能系统A/S公司，该公司在2003年底与丹麦第二大风机制造商NEG Micon合并。
在2003年合并之前，Vest as拥有21.7%的全球市场占有率，其中98.6%是销售到国外市场（从丹麦出口，或者Vestas公司的海外子公司和合资企业生产）。
Vestas公司只开发、生产、销售和维护风电设备，不参与风电项目的开发和融资，也不拥有风电项目的所有权。
Bonus公司是丹麦历史悠久的风机制造商。
Bonus公司始创于1979，2003年其全球市场占有率为6.6%，在丹麦的市场占有率超过了80% （BTM，2004）。
丹麦的风机制造商依靠国内市场来开发自己的技术，并着眼于本国公司在全球市场上的位置。
由于目前风电发电量已经占丹麦发电总量的20%，且陆上风电场址也所剩无几了，所以丹麦风电行业就加大了其出口份额。
作为全球最早的风电产业主导者，丹麦的风机技术领先，在技术研发方面有很大的优势，丹麦的公司在近期都将保持其竞争优势。
随着其他国家的风机公司的发展壮大，丹麦公司在此领域的优势开始逐渐缩小，丹麦的公司要保持他们的现有的市场占有率并非易事。
图2 1990-2003年丹麦年度/累计风电装机容量以及2003年的市场份额直接政策在丹麦，早期的、目标明确的研发活动与严格的认证标准相结合是发展大型风机制造行业首要的驱动力。
【发展战略】欧洲风电发展现状以及对我国的启示(doc7)(1)
欧洲风电发展现状以及对我国的启示欧盟是世界最主要的经济共同体之一，目前有25个成员国，总面积约为397万平方公里，人口约4.6亿。
2006年，欧盟国民生产总值为10.8万亿欧元，居世界首位，能源消耗总量17.47亿吨油当量，其中石油、天然气、核能和可再生能源等优质能源约占83%煤炭等固体能源占17%能源对外依存度为64%为了保障能源安全、实现能源来源多元化，并应对气候变化，欧盟积极发展可再生能源，大幅度提高能源利用效率。
自1990年以来，在保持经济持续稳定增长的同时，实现了能源消耗的缓慢增长，至2006年间，GDF年均增长速度2%能源消费增长0.83%, 15年能源消费总量仅增加了约2亿吨油当量，并且通过改善能源结构，使吨油当量能源消费的二氧化碳排放量由1990年的2.43吨下降到2004 年的2.21吨。
欧盟能源结构的有效改善与其大力发展可再生能源密切相关，到2006年，欧盟可再生能源开发利用总量占其能源消费总量的比例已达到 6.3%。
风电在欧盟可再生能源中占据了主导地位，2005年欧盟风电装机容量达到了4000多万千瓦，提前5年实现了2010年风电装机4000万千瓦的发展目标。
2006年风电新增装机容量在全部新增发电装机容量的比例达到了30%^上，仅次于天然气发电的新增容量，累计风电装机容量已达到4855万千瓦，占世界风电装机总容量的65%这些指标充分证明欧盟已成为世界风电发展的领头雁。
、风电已成为主要替代能源早在上世纪九十年代初，欧盟就提出了大力发展风电的计划和目标，即: 2010 年风电装机容量达到4000万千瓦，并且要求其成员国根据这一发展目标制定本国的发展目标与实施计划。
在丹麦、德国和西班牙等国的带动下，风电在欧盟大多数国家得到了发展，到2006年底，欧盟已有7个国家风电装机容量超过了100 万千瓦，在世界风电装机容量前10名的国家中，欧盟成员国占了7个。
2006年风电装机容量和发电量占欧盟25国总装机容量和发电量的比例达到5.4%和3%其中丹麦风电装机容量和发电量占该国总发电装机容量和发电量的比例分别为25%^口20%、德国为17%和7%西班牙为15%^口6% 2006年，在欧盟新增发电装机容量中，风电的增长量超过核电、水电和煤电等，仅次于天然气发电，占全部新增发电装机容量的30%根据技术和能源发展的需要，今年初，欧盟又进一步修订了风电发展计划和目标，要求到2010年风电装机容量达到8000万千瓦，比1997年提出的目标翻了一番，并且提出到2020年风电装机达到1.8亿千瓦，发电量达到4300亿千瓦时，分别占欧盟发电装机容量和发电量的20唏口12% 2030年风电装机容量要达到3亿千瓦，发电量要达到7200亿千瓦时，届时分别占欧盟发电装机容量和发电量的35唏口20%在不太遥远的未来，风电将成为欧盟的重要替代能源。
风力发电的调频技术研究综述
风力发电的调频技术研究综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电具有资源丰富、分布广泛、环境友好等优势，但同时也面临着一些技术挑战，其中之一就是调频问题。
风力发电的调频技术对于保障电力系统的稳定运行、提高风电的并网容量和电能质量具有重要意义。
本文旨在对风力发电的调频技术研究进行综述，系统梳理国内外在风力发电调频技术方面的研究成果和进展。
文章将介绍风力发电的基本原理和调频技术的概念，阐述风力发电调频的必要性。
接着，文章将重点分析当前风力发电调频技术的研究热点和难点，包括调频控制策略、储能系统应用、电力电子装置等关键技术。
文章还将对风力发电调频技术的未来发展趋势进行展望，提出可能的研究方向和应用前景。
通过本文的综述，旨在为风力发电调频技术的研究者和实践者提供一个全面、系统的参考，推动风力发电调频技术的进一步发展和应用，为可再生能源的发展贡献力量。
二、风力发电的基本原理与特性风力发电，作为一种清洁、可再生的能源形式，近年来在全球能源结构中的比重逐渐提升。
其基本原理是利用风力驱动风力发电机组的风轮转动，进而通过传动系统将风轮的旋转动能转化为发电机轴的机械能，最终通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电的特性主要体现在以下几个方面：间歇性与不可预测性：风力发电受天气条件，尤其是风速的影响极大。
风速的间歇性和不可预测性导致风力发电的出力具有较大的波动性和不确定性。
这种特性使得在电网中接入大量风电时，需要对其进行合理的调度与控制，以维护电网的稳定运行。
能源转换效率：风力发电的能源转换效率受多种因素影响，包括风轮的设计、发电机的效率、传动系统的损失等。
随着技术的不断进步，风力发电的能源转换效率正在逐步提高。
环保性：风力发电作为一种清洁能源，其运行过程中不产生温室气体排放和其他污染物，对于改善环境质量和减缓全球气候变化具有重要意义。
风能是如何改变丹麦能源系统的
Cover Story | 封面故事2018年第05期 29 作为开发风能资源最早的国家之一，目前，丹麦无疑在项目开发、技术研发、供应链打造等方面处于全球领先位置。丹麦风电产业从业人员已经将近3.3万，2016年的行业营业额为130亿欧元（约合人民币979亿元）。丹麦能
源署的研究显示，陆上风电的价格已经低于煤炭和天然气，成为了丹麦新能源中价格最低的能源。那么，丹麦在开发风能资源方面有哪些好的做法？风能资源开发又给丹麦能源系统带来了哪些改变？
丹麦电网是欧洲电网的一部分我们曾经有过这样的担忧，当风电发电量达到总用电量的5%时会发生什么？然后又担心这个比例接近10%时，电力系统是否能够承受？几年后，我们说20%绝对是极限了！然而，我们几乎没有想过，在2016年，丹麦风电产量与电力消耗总量相比，超出了317个小时。当年复一年，我们确定风电发电量已经增加到丹麦总用电量的33%、39%甚至42%，丹麦风电取得了非凡成就。风电的占比及它与其他能源的有效整合是丹麦成功的基础。Energinet是丹麦的输电系统供应商。然而，丹麦如今取得的成就绝不仅
风能是如何改变丹麦能源系统的仅归功于某一个体，它是风能行业、监管机构、能源部门、公民和其他方之间良好互动的结果。要平衡供电系统和大量不同的电能来源，与此同时还要保持全欧洲最高水平的供电安全，这并不是一个简单的任务。2016年中的某一个小时，丹麦电力系统的风电占比曾达到139%；某一个全天，这一比例曾达到了103%。反之，2016年中也有几天风电发电量较低，某一天
机组发电量占比仅为1%。无论产能高低，对于风电行业而言，都是成功的。丹麦人从不必为电力供应而担忧。这种成功依赖三个前提条件：（1）丹麦具有灵活高效的发电站，当地的热电联产厂、风力发电和太阳能相互作用形成一个整体的供电系统。（2）丹麦有着发达的电网，可以处理大幅波动。丹麦可以进口或出口相当于最大用电量80%左右的电力。（3）丹麦是完善的北欧和欧洲电力市场的一部分。通常在大风条件下，发电成本会下降，当发电成本低时，丹麦供应商会向邻国出售电力；在邻国提供更优惠的电力价格时，丹麦会从邻国进口电力，包括挪威水电、德国风电和太阳能电力、瑞典核能电力等。日常的电力市场和最先进的系统运行保证了电力系统的平衡和可再生能源的高效整合。
丹麦通过三种途径实现风电消纳
丹麦通过三种途径实现风电消纳作为世界上风电发展最为典型的国家之一，丹麦的风电发展模式、相关政策法规，尤其是消纳渠道等一直吸引着全球的关注。
2015年，丹麦风电发电量占到全国总发电量的42.1%，同比提高3%，以创纪录的数值再次成为世界上风电使用率最高的国家。
可以说，经过多年的摸索与实践，丹麦已形成了一套实现高比例风电消纳的机制和方法。
早在2011年，丹麦就提出了到2050年彻底摆脱对化石能源依赖的目标，为此采取了一系列政策和措施鼓励可再生能源的发展，风电因此受惠颇多。
丹麦政府首先以财政补贴为市场动力，使风电优先被市场接纳。
早期的财政支持包括装机基金和电价补助，后来则以固定上网电价与差价补贴作为主要支持手段。
尤其是以工程招投标方式进行的海上风电，除了享受与陆上风电一样的补贴，还享有较高的上网电价。
除了各种补贴，丹麦政府在消除风电市场准入障碍方面也给予倾斜，要求包括风电在内的新能源必须优先上网，如不能及时入网，电网公司给予经济补偿。
另外，能源税、二氧化碳排放税、欧盟二氧化碳排放交易体系等也为丹麦风电的发展提供了机制支持。
在补贴制度和市场机制下，丹麦风电在电力系统中的比重不断增加，给电力供需平衡与电网稳定运行带来前所未有的挑战。
对此，丹麦主要通过有效的电力系统调度、强大的跨国电力交换网络和灵活调整电源结构这三种途径协调配合风电消纳。
首先，有效的电力系统调度。
为了消纳风电，电力系统要根据风电机组的出力，除了调节风电机组本身的功率，还要调节传统电厂甚至负载端来达到整个系统的供需平衡。
因此，大规模风电并网就需要电力系统多方协作来维护系统的供需平衡，而有效调度就是最有效的方式之一。
在欧洲，电力市场的职责就是确保负荷经济调度的动态最优化，其功能在很大程度上是由一个调度中心控制系统实现的。
由于丹麦电网与欧洲电网互联，因此通过电力交易完成供需平衡，就可以确保发出来的电都能被使用，从而减少社会总供电成本。
其次，强大的跨国电力交换网络。
丹麦概念风电机组的概念
丹麦概念风电机组的概念丹麦概念风电机组是指在丹麦风能发电技术领域取得重要突破的一类风力发电设备。
丹麦作为全球风能发电技术领先的国家之一，其概念风电机组凭借先进的设计理念和先进的技术手段，在提高风能利用效率、提高风力发电设备可靠性和降低风力发电设备成本等方面具有显著的优势。
首先，丹麦概念风电机组注重提高风能的利用效率。
在技术创新方面，丹麦概念风电机组引入了多种技术手段，如可调角度的叶片设计、智能化的控制系统和自适应机械传动系统等。
通过这些技术手段的应用，概念风电机组可以根据风能的变化和外部环境条件实时调整叶片角度，以达到最佳发电效果。
此外，概念风电机组还可以通过合理的气动外形设计、强化风场资源评估和风电场布局等手段，在风能资源丰富的地区提高风能发电的密度和产能，进一步提高风能的利用效率。
其次，丹麦概念风电机组注重提高风力发电设备的可靠性。
为了提高风力发电设备的可靠性和稳定性，丹麦概念风电机组采用了先进的材料和智能化的监测和维护系统。
通过使用高强度、耐腐蚀的复合材料制作叶片和塔架等部件，可以提高风力发电设备的抗风能力和抗腐蚀能力，从而延长设备的使用寿命。
同时，概念风电机组还配置了智能化的传感器和监测系统，可以实时监测设备的运行状态和风场信息，有效预测异常情况并进行智能化维护，降低设备故障的风险，提高设备的可靠性。
最后，丹麦概念风电机组注重降低风力发电设备的成本。
为了降低风力发电设备的成本，丹麦概念风电机组在设计和制造过程中充分考虑成本效益。
通过优化设计、减少材料使用、提高生产效率和降低维护成本等手段，可以降低风力发电设备的制造成本和运营维护成本。
同时，丹麦概念风电机组还注重提高设备的灵活性和可扩展性，以适应不同规模和类型的风电场建设需求，进一步降低设备的整体成本。
总之，丹麦概念风电机组凭借先进的设计理念和先进的技术手段，具有提高风能利用效率、提高风力发电设备可靠性和降低风力发电设备成本等方面的显著优势。
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丹麦风电调峰调频机制探讨及对中国的启示DiscussiononactivepowerregulationmechanismofwindpowergenerationinDenmarkanditsenlightmenttoChina
靳丹1，丁坤2，何世恩2（1．甘肃省电力公司，甘肃兰州730050；2，甘肃省电力公司风电技术中心，甘肃兰州730050）
摘要：研究了丹麦风电调峰调频的机制，分析了日前市场、短期市场与平衡市场对调峰调频的作用，总结了丹麦电网成功调节高穿透率风电波动的原因，提出了对我国的启示。关键词：风电；调峰；调频；电力市场；政策和机制Abstract：Itisnecessarytoextractexperiencefromforeigndevelopedcountriesinordertocopewiththeprob-lemsofactivepowerregulationcomingwithfast－growingwindpowergenerationinourcountry．Danishwindpowerregulationmechanismisstudied．Thefunctionofday－aheadmarket，intra－daymarketandbalancemar-ketisanalyzed．ThesucesessfulfactorsofintegratingwindpowerofhighpenetratinglevelinDenmarkarecon-cluded．AtlasttheenlightmenttoChinaisproposed．Keywords：windpower；peakregulation；frequencycontrol；electricitymarket；policyandmechanism中图分类号：TM614文献标识码：B文章编号：1674－8069（2011）04－050－03
近年来，我国风电发展迅速。截至2010年底，我国风电装机容量达到44．7GW，超越美国成为世界风电装机容量最大的国家［1］。大规模风电并网引起了严重的调峰调频难题［2］。2010年10月，甘肃酒泉750kV输电线路投运以来，风电并网的一个主要限制因素就是调峰调频能力不足。丹麦是风电发达国家，截至2010年底，丹麦风电装机容量3．73GW，风电穿透率居世界第一［1］，图1为2011年2月份西丹麦的负荷、风电、其他电源出力以及联络线功率的变化情况［5－6］。从图1可以看出，风电出力波动范围约为20～250万kW，风电出力多次超过负荷。在如此严峻的条件下，丹麦仍然成功地为风电提供了调峰调频服务，其经验值得借鉴。目前风电调峰调频的研究主要集中在技术领域，缺乏相关机制的研究［3－4］。本文从丹麦电力市场的运行规则出发，研究了丹麦在现有风电并网政策下丹麦风电调峰调频的机制，提出了我国在应对大规模风电调峰调频问题时应采取的措施建议。1丹麦电力市场与北欧电力市场电力市场包括现货市场、双边合约和平衡市场。现货市场又分为日前市场和短期市场。双边合约由购电方和发电企业通过谈判签订，交易电量和价格等信息可以不公开。现货市场通过市场定价，可以获得比双边合约更大的经济效益，因此越来越受到电力企业的青睐。
图1西丹麦负荷、风电、其他电源出力及联络线功率变化丹麦电力市场是北欧电力市场（NordPoolSpot）的一部分。北欧电力市场包括日前市场Elspot和短期市场Elbas。北欧电力市场自2002年成立以来营业额迅速攀升，2009年现货市场售电量已达到2880亿kW·h，占北欧总用电量的70%以上［5］。
基金项目：甘肃省科技计划重大专项（1002GKDA009）05
2011年8月电力科技与环保第27卷第4期1．1Energinet．dkEnerginet．dk是丹麦的输电网企业、调度机构和电力市场运营商，垄断经营丹麦的输电网络，制定丹麦电网和电力市场的技术和管理规定［5－9］。输电电价是Energinet．dk的主要收入来源，以潜在的成本为基础，包括系统电价（SystemTariff）、电网电价（GridTariff）以及公共服务义务电价（PSOTariff）三个部分。系统电价对应于保证电力供应安全和质量的成本，包括备用容量、电网调度等。电网电价对应于输电网以及联络线运行维护的成本。公共服务义务电价对应于对可再生能源以及热电联产机组的补贴、研发资金等。丹麦对于风电机组和热电联产机组所发电量，免征输电电价。1．2日前市场ElspotElspot市场的价格由供需平衡决定，交易基于拍卖原则且遵循严格的时间表，每天重复执行，具体为：10∶00（欧洲中部时间）之前，输电网企业发布未来24h日前市场中的传输容量；12∶00之前，相关企业提交未来24h的购售电投标，包括每个小时的供需电量和相应的价格；13∶00之前，Elspot市场在考虑电力系统限制的前提下对购售电投标进行匹配，然后将交易信息以通知单形式发送给平衡责任方；通知单被提交给调度机构，用于制定调度计划。1．3短期市场Elbas短期市场，也称作日内市场。短期市场Elbas覆盖北欧、德国以及爱沙尼亚，主要特点是：每天在日前市场关闭之后的24h连续运营，在每次电力交割前1h完成交易；在每次交易执行后Elbas会更新跨境可用输送容量，只需将Elbas市场的交易结果报告给输电网企业，就可以明确平衡市场责任；自由参与，如认为日前市场交易不会引起较大的不平衡电量，可以不参与Elbas市场。1．4平衡市场平衡市场，即调节市场，是由电力调度机构运行的实时市场。平衡市场的主要功能是为消除日前方式安排的经过短期市场调整之后仍然存在的电力不平衡提供调节出力，实现调频。平衡市场采用边际价格［7］。平衡市场的供给者主要是发电企业，也包括互动电力用户，他们发布向上调整或向下调整的调频备用容量竞标，包括备用容量以及价格，单位分别为MW和欧元/MW·h。Energinet．dk将丹麦市场的竞标信息传递给北欧电力调度信息系统NOIS，在北欧范围内共享。当北欧
国家需要调频时，最优的竞标将会中标，进入平衡市场。当然，必须考虑各国之间联络线的限制。当需要向上调整时Energinet．dk购买所有向上调整竞标中价格最低的；当需要向下调整时，Energinet．dk将电网中过剩的容量卖给所有竞标中价格最高的。平衡市场的消费者，即平衡责任方（BRP），被动的接受平衡电量以消除不平衡。1．5平衡市场的电价风险
由于短期预测误差，日前市场会产生不平衡电量。短期市场可以利用精度更高的超短期预测结果调整日前市场交易信息，减少平衡市场中的不平衡电量，避免平衡市场的不确定性和电价风险，提高经济效益。
2丹麦风电电价政策
丹麦实行在现货市场价格的基础上进行补贴的风电电价政策。丹麦的风电场必须参与电力市场，并分6种情形给予补贴：2002年底前并网，最低补贴0．10克朗/kW·h，使得风电的总收益达到0．60克朗/kW·h以上，补贴期限2012年底。2003年初到2008-12-20并网，可获为期20年的0．10克朗/kW·h的补贴，但2004年底前并网的风电场补贴与
电价之和不得超过0．36克朗/kW·h；此外风电场还将获得0．23克朗/kW·h的平衡费用补偿。2008-12-21之后并网，补贴为0．25克朗/kW·h，另外还有
0．023克朗/kW·h的平衡费用补偿，补贴时限为满
发利用22000h。对于特许权招标的海上风电场，丹麦政府在其市场交易价格的基础上进行补贴，使其获得招标电价，此外，补偿输电费用。2000年之后并网的电力企业投资的陆上风电场将获得为期10年的补贴，使总收益为0．33克朗/kW·h。海上风电场的风电总收益为0．353克朗/kW·h，期限为满发利用42000h。25kW及以下的自用小型风机的补贴保证总收益为0．60克朗/kW·h。
3丹麦风电调峰调频机制
3．1基于电力市场机制
丹麦通过电力市场实现风电的调峰调频，其结构见图2［6］。首先，风电企业利用短期预测结果参与日前市场，通过日前计划实现主要调峰任务。其次，利用风电功率超短期预测结果，参与短期市场，15
2011年靳丹等：丹麦风电调峰调频机制探讨及对中国的启示第4期对日前市场交易进行调整，减少不平衡电量。最后，参与平衡市场，由Energinet．dk实现调频。图2电力市场实现风电调峰调频的结构图3所示为2011-02-15丹麦电力市场为风电和负荷调峰调频的情况。这是一幅堆积折线图，“Elspot”系列数据表示日前市场上非风电电源和联络线的交易情况；“Elbas”系列表示日前市场与短期市场相叠加的非风电电源和联络线的交易情况；“平衡市场”系列则是日前市场、短期市场和平衡市场三者相叠加，也就是实际运行中负荷与风电的变化情况。从图3可以明显看出，日前市场完成了调峰的主要任务；短期市场起到了调整日前市场交易的作用；最后则是通过平衡市场实现电力电量平衡。图3电力市场为风电和负荷调峰调频3．2依托于北欧电力市场丹麦风电调峰调频成功的一个关键因素在于依托北欧电力市场。由图1可知，当风电出力大范围变化时，联络线功率变化与风电功率变化趋势明显相反。尤其是图中约86～96h段，风电出力大幅下降，而丹麦通过联络线输出的功率迅速减小直至转为输入功率，较好地为风电提供了调峰作用。对丹麦电力市场2011年2月份的数据进行分析，发现：风电功率与联络线输入功率、负荷与其他电源出力的相关系数很大，分别为－0．7915和0．7714；风电与其他电源出力、负荷与联络线输入功率的相关系数较小，仅分别为－0．1972和－0．1435。由此可知，丹麦的除风电外的其他电源主要为负荷提供调峰，而风电的调峰主要通过其他北欧国家实现。3．3完善的平衡市场
首先，完善的平衡市场为丹麦风电调频提供了充足的调频资源，包括北欧、德国以及爱沙尼亚的各种发电企业乃至参与需求侧响应的电力用户。其次，风电企业需要在平衡市场上缴纳平衡费用。而风电电价补贴依托于现货市场价格，并不涉及平衡市场，因此平衡费用的降低将会提高风电场的经济效益。这促使风电场采取各种措施减少不平衡电量，降低调峰调频的需求。3．4低边际成本保证了风电的接纳
边际价格有两层含义：一是为了平衡需求所需要的最昂贵设备每发出一度电成本；二是消费者为了满足自身需求的最后一度电所愿意支付的价格。自由电力市场理论上可获取任一小时的最低电价。图4所示为Elspot市场的供需曲线。
图4日前市场Elspot的供需曲线从图4中可以看出，核电和风电由于边际成本很低而排在供应曲线的下段，然后是热电联产机组、凝汽式电厂，最后是燃气机组。图中没有水电，因为水电的报价具有季节性，枯水期按调峰调频电源报价，而丰水期报价类似于核电与风电。由于挪威和瑞典的高耗能工业，电力需求是高度刚性的。风电的低边际成本保证了丹麦风电的有效接纳，尽可能的避免了因弃电而可能导致的经济损失。25