2015年，丹麥風(fēng)電全年平均覆蓋負(fù)荷的比例達(dá)到42%，繼2014年覆蓋比例39%以來(lái)又一次成為世界上風(fēng)電使用比率最高的國(guó)家。其中，順時(shí)風(fēng)電覆蓋負(fù)荷比例達(dá)到139%，較2014年最高值132%再度提高。自2006年以來(lái)，世界各國(guó)開(kāi)始大力發(fā)展可再生能源。丹麥作為世界上風(fēng)電使用率最大的國(guó)家，其成功的決策規(guī)劃、技術(shù)方案和發(fā)展過(guò)程一直受到各界關(guān)注。10年后，在經(jīng)歷了世界經(jīng)濟(jì)劇烈波動(dòng)，可再生能源產(chǎn)業(yè)逐漸成熟的今天，人們開(kāi)始更加關(guān)注可再生能源在電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中的安全性和穩(wěn)定性。如何積極有效的消納可再生能源，克服其本身的間歇性和不穩(wěn)定性成為了新的焦點(diǎn)。
能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)廣域消納
丹麥有7000公里的海岸線和豐富的風(fēng)力資源，是連接北歐和歐洲大陸兩大電力系統(tǒng)的樞紐。相較于其它可再生能源豐富的國(guó)家和地區(qū)，丹麥還擁有強(qiáng)壯的電網(wǎng)系統(tǒng)。這也為丹麥通過(guò)電網(wǎng)消納可再生能源提供優(yōu)勢(shì)。發(fā)展風(fēng)電需要強(qiáng)大的儲(chǔ)能措施，和風(fēng)電形成互補(bǔ)，比如北邊挪威的水電可以通過(guò)蓄水放水實(shí)現(xiàn)對(duì)丹麥風(fēng)電的補(bǔ)充。近年來(lái)，丹麥還在積極推進(jìn)與鄰國(guó)間國(guó)際包絡(luò)線的建設(shè)項(xiàng)目，為能夠更加靈活的消納更多的可再生能源提供基礎(chǔ)。為了達(dá)到靈活的控制目的，這些包絡(luò)線大量采用直流傳輸設(shè)備，比如丹麥西部與挪威相連的四條海上直流傳輸線以及連接瑞典的兩條直流傳輸線;丹麥東部與德國(guó)的直流傳輸線以及東西兩網(wǎng)之間的直流傳輸。這樣通過(guò)對(duì)直流傳輸線路的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)靈活有效的調(diào)度。
此外，隨著海上風(fēng)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目的推進(jìn)，丹麥還將在未來(lái)5年內(nèi)建設(shè)新的直流傳輸包絡(luò)線并通過(guò)該風(fēng)場(chǎng)與德國(guó)擴(kuò)大聯(lián)接;在北海與英國(guó)和荷蘭各建設(shè)一條海上高壓直流傳輸包絡(luò)線。隨著風(fēng)電覆蓋率的不斷提高，國(guó)際傳輸線的容量在不斷提高，利用廣域網(wǎng)的資源實(shí)現(xiàn)本國(guó)可再生能源發(fā)電的目標(biāo)。而這一切都需要各國(guó)在同一個(gè)游戲規(guī)則下才能順利實(shí)現(xiàn)，即電力市場(chǎng)。
目前我國(guó)可再生能源豐富的地區(qū)，一般是單一方向長(zhǎng)距離的電能輸出。這種單一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸線利用率較低，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性也提出了很大挑戰(zhàn)。相比之下，丹麥作為一個(gè)均耗電只有5千兆瓦時(shí)級(jí)別的小國(guó)，擁有如此多的國(guó)際包絡(luò)線，為電網(wǎng)穩(wěn)定性和消納風(fēng)電方面提供了基礎(chǔ)。四通八達(dá)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)幫助丹麥不僅成為一個(gè)風(fēng)電豐富的出口國(guó)，而且在各鄰國(guó)電力交易中成為一個(gè)靈活的交易者。在歐洲，電網(wǎng)建設(shè)需要考慮傳輸安全和社會(huì)效益。一個(gè)投資巨大的電網(wǎng)系統(tǒng)，只有結(jié)合本地和周邊各類資源組成，才能實(shí)現(xiàn)利用率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。同時(shí)，安全傳輸才能得到有效保障。
在丹麥，由于陸地資源的限制，百兆瓦級(jí)別以上的大型風(fēng)場(chǎng)均在海上建設(shè)。海上大型風(fēng)場(chǎng)選址，不僅要考慮風(fēng)能資源的優(yōu)劣，也要考慮電網(wǎng)建設(shè)的情況?，F(xiàn)在運(yùn)營(yíng)中和規(guī)劃中的大型海上風(fēng)場(chǎng)由于風(fēng)能資源的分布，一般與大城市負(fù)荷中心相隔較遠(yuǎn)，但與主干電網(wǎng)的接入點(diǎn)一般會(huì)選在與國(guó)際包絡(luò)線相近的電網(wǎng)較強(qiáng)壯的位置，以便在出口時(shí)減少線路損耗。
能源補(bǔ)貼逼退化石能源
相較傳統(tǒng)能源，太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)電的建設(shè)成本仍舊偏高。每個(gè)國(guó)家對(duì)可再生能源的補(bǔ)貼政策都不盡相同。自2008年以來(lái)，丹麥可再生能源法明確了一系列對(duì)于風(fēng)能的補(bǔ)貼方案，從而降低其市場(chǎng)價(jià)格，使其被市場(chǎng)優(yōu)先接納。隨著風(fēng)電覆蓋率的逐年提高，傳統(tǒng)化石能源大型電機(jī)相繼下線。一些傳統(tǒng)電廠常年處于待機(jī)狀態(tài)，僅為電網(wǎng)穩(wěn)定提供必要的系統(tǒng)輔助服務(wù)。在多年風(fēng)能補(bǔ)貼政策的推進(jìn)和微調(diào)中，丹麥電網(wǎng)中的傳統(tǒng)火電正在退出歷史舞臺(tái)。2015年9月2日，丹麥電網(wǎng)首次嘗試在一個(gè)整運(yùn)營(yíng)日中，在不開(kāi)啟任何一個(gè)大型傳統(tǒng)電機(jī)的情況下供給全國(guó)用電。此時(shí)全國(guó)用電主要來(lái)源于風(fēng)電、太陽(yáng)能、分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和鄰國(guó)傳輸。
在這一電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型中，傳統(tǒng)電力公司早在能源補(bǔ)貼政策的初期就開(kāi)始布局可再生能源發(fā)電的投資建設(shè)。這些電力公司也演變成現(xiàn)有的大型海上風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)場(chǎng)主。由于積攢了早期海上風(fēng)場(chǎng)的選址、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，比如DONG電力公司近年來(lái)也開(kāi)發(fā)投資了很多英國(guó)和德國(guó)的風(fēng)電項(xiàng)目，在實(shí)現(xiàn)成功轉(zhuǎn)型的同時(shí)也拓展了國(guó)際業(yè)務(wù)。
先進(jìn)設(shè)備鑄成消納基礎(chǔ)
對(duì)于遠(yuǎn)距離跨國(guó)傳輸，高壓直流技術(shù)在可控性和輔助服務(wù)方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。比如基于電壓源換流器的直流傳輸線路可以高效的調(diào)節(jié)無(wú)功以控制電壓。這類設(shè)備的利用對(duì)丹麥大型火電的下線提供了一個(gè)必要的補(bǔ)充。另一方面，2009年開(kāi)始，丹麥在百千伏以上的高壓傳輸線的更新中大都采用地下電纜技術(shù)。與高架電纜相比，地下電纜有維護(hù)費(fèi)用低、可靠性高、短時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)，不受天氣影響的特點(diǎn)。雖然，地下電纜的建設(shè)成本大概是相同容量高架電纜的4倍，但是考慮到后期的較低的維護(hù)成本，大大減少的傳輸安全隱患和事故率，以及未來(lái)的動(dòng)態(tài)熱定值技術(shù)的利用，都將大大減少系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)為未來(lái)消納更多的風(fēng)電做準(zhǔn)備。
浮動(dòng)電價(jià)維護(hù)電力平衡
在北歐，一系列電力市場(chǎng)規(guī)則的作用下，電力的生產(chǎn)和消費(fèi)的平衡也體現(xiàn)在電力市場(chǎng)的價(jià)格中。過(guò)多的電量將會(huì)使得電價(jià)下跌，而反之電價(jià)升高。價(jià)格作為信號(hào)，可以用來(lái)調(diào)節(jié)生產(chǎn)和消納，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電力生產(chǎn)和消耗的平衡。自2009年11月歐洲電力交易協(xié)會(huì)（EPEX）出臺(tái)負(fù)電價(jià)，標(biāo)志著可再生能源的補(bǔ)貼政策、可再生能源的裝機(jī)容量和電力市場(chǎng)價(jià)格形成了一個(gè)新的平衡。這也為電網(wǎng)中的儲(chǔ)電單元建設(shè)提供了價(jià)值空間。目前在丹麥電力系統(tǒng)中新建了大約1300兆瓦容量的熱電儲(chǔ)存單元。這些負(fù)荷可以靈活調(diào)節(jié)，比如在低電價(jià)時(shí)段，以電加熱水的方式短期儲(chǔ)存能量。此外，作為發(fā)電方加裝此類設(shè)備，可以在電價(jià)高時(shí)降低電轉(zhuǎn)熱的功率而對(duì)電網(wǎng)提供更大的電量。這種儲(chǔ)電單元比蓄電池環(huán)保、造價(jià)低，同時(shí)聯(lián)接了電力系統(tǒng)和區(qū)域供熱系統(tǒng)，在幫助電網(wǎng)通過(guò)電價(jià)調(diào)節(jié)電力平衡的同時(shí)，也為運(yùn)營(yíng)方提供更多的可能性以提高其經(jīng)濟(jì)效益 。
