遼寧風電消納能力及影響因素分析

2017-09-27 15:06:51 東北電力技術(shù) 　點擊量：評論 (0)

導讀風電是遼寧省最為主要的新能源發(fā)電形式，按照電源規(guī)劃，遼寧風電并網(wǎng)規(guī)模將保持高速增長。2020年、2030年風電裝機容量將分別達到1003萬kW、1603萬kW，裝機比例將達到17 8%和20 0%。在提供清潔能源、減少污染

c、所有時段均不需要棄風電出力若所有時段機組最小可調(diào)出力曲線均低于負荷曲線，則無需棄風(見圖4)。

圖4 風電全接納及相關(guān)曲線

風電消納能力分析

1.2020年風電消納能力

根據(jù)遼寧風電特性，并參考遼寧調(diào)峰平衡情況，對2020年遼寧電網(wǎng)消納能力進行研究。風電接納容量最大的月份為6月，最大接納風電裝機容量為1081萬kW；風電接納容量最小的月份為11月，可接納風電裝機容量為818萬kW。全年風電限電量為1.43億kWh，其中供暖期棄風電量為1.24億kWh，占全年棄風電量的86.66%。與2015年相比，2020年風電消納能力明顯提高，這主要得益于新投建的清遠抽水蓄能電站，使系統(tǒng)調(diào)峰能力得到一定提升。

2.2030年風電消納能力

對2030年遼寧電網(wǎng)消納能力進行研究。風電接納容量最大的月份為8月，最大接納風電裝機容量為3416萬kW，風電接納容量最小的月份為11月，可接納風電裝機容量為2573萬kW。根據(jù)遼寧省風電規(guī)劃情況，預(yù)計遼寧省2030年可以接納全部風電裝機。

其他電源對風電消納能力的影響

1.水力發(fā)電對風電消納的影響

遼寧電網(wǎng)常規(guī)水電規(guī)模僅173萬kW，擴機可能性及規(guī)模都受到限制，不可能成為主力調(diào)峰電源，解決不了大規(guī)模風電入網(wǎng)的問題，因此今后發(fā)展常規(guī)水電的可能性較小。而建設(shè)適當規(guī)模的抽水蓄能電站用于調(diào)峰填谷，具有較好的經(jīng)濟效益，是目前比較理想的調(diào)峰電源。在可能的情況下應(yīng)盡量開發(fā)抽水蓄能電站，配合電網(wǎng)中其它調(diào)峰電源來維護電網(wǎng)穩(wěn)定，更多吸納寶貴的風能資源。

研究表明，抽水蓄能電站可以平抑間歇性、波動性、不可預(yù)測性等造成的風電不確定性，降低調(diào)度難度，并可通過峰谷電價提高系統(tǒng)經(jīng)濟效益。遼寧省目前已經(jīng)投產(chǎn)運行120萬kW抽水蓄能機組，按照遼寧省“十三五”電力工業(yè)規(guī)劃，預(yù)計“十三五”期間可投產(chǎn)清遠抽水蓄能電站。若抽水蓄能電站投產(chǎn)時間推遲，會對風電接納能力造成影響。

以2020年遼寧省電源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，改變抽水蓄能裝機容量，分析抽水蓄能對風電消納能力的影響。遼寧省2020年每投產(chǎn)10萬kW抽水蓄能機組，可多接納風電裝機容量26～39萬kW。因此若清河抽水蓄能電站90萬kW機組未能按時投產(chǎn)，會影響風電消納能力242～344萬kW。

2.核電對風電消納的影響

（1）核電建設(shè)進度對風電消納的影響

按照傳統(tǒng)調(diào)度方法，核電通常按滿發(fā)考慮，不參與調(diào)峰，勢必會擠占風電低谷上網(wǎng)空間。按照規(guī)劃，2020年遼寧電網(wǎng)將新增1臺核電機組，到2030年，遼寧電網(wǎng)將再新增7臺核電機組，裝機容量達1200萬kW。按照調(diào)峰原理，核電機組的建設(shè)進度直接影響著系統(tǒng)風電消納能力，因此有必要對核電發(fā)展速度改變后的風電消納能力進行研究。以2020年遼寧省電源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分別計算新增1臺核電機組前后電網(wǎng)接納風電的能力。遼寧省2020年投產(chǎn)1臺100萬kW核電機組后，系統(tǒng)將減少接納風電裝機容量49～69萬kW。

（2）核電開機方式對風電消納的影響

核電機組的傳統(tǒng)開機方式為所有機組全部開機滿發(fā)。近年來，隨著風電并網(wǎng)比例逐年增加，傳統(tǒng)開機方式嚴重影響了風電接納水平，使供暖期低谷棄風現(xiàn)象十分普遍。為降低低谷棄風電力，提高清潔能源利用率，在供暖期停開部分核電機組是一種可行的方法。

以2020年遼寧省電源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，按照非供暖期全部核電機組開機，供暖初末期1臺核電機組停機，供暖中期1～2臺機組停機的方法重新計算電網(wǎng)接納風電的能力，減少供暖期核電機組開機臺數(shù)可明顯提高系統(tǒng)接納風電的能力。當在供暖期停開1臺核電機組時，供暖期接納風電裝機容量增加49～69萬kW，經(jīng)估算可減少棄風電量0.62億kWh，占供暖期總棄風電量的50%;當在供暖初末期停開1臺核電機組、供暖中期停開2臺核電機組時，供暖中期可多接納風電裝機容量49～129萬kW，經(jīng)估算可減少棄風電量0.81億kWh，占供暖期總棄風電量的65%。

負荷特性對風電消納的影響

日最小負荷率是衡量電網(wǎng)調(diào)峰需求高低的重要指標，考慮到遠期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、負荷需求側(cè)管理等因素的不確定性，電網(wǎng)日最小負荷率的大小也存在著一定的不確定性，為考慮其對電網(wǎng)調(diào)峰的影響，以下以2020年電源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)日最小負荷率上升和下降的方案分別予以分析。

a.日最小負荷率上升

日最小負荷率上升后，電網(wǎng)調(diào)峰需求會相應(yīng)降低，若2020年電網(wǎng)夏季、冬季日最小負荷率分別上升0.03，計算表明，遼寧省全年最大峰谷差減小124萬kW，在充分發(fā)揮煤電、水電、抽水蓄能等電源的調(diào)峰能力之后，規(guī)劃風電可基本予以消納。

b. 日最小負荷率下降

當日最小負荷率下降，電網(wǎng)調(diào)峰需求會相應(yīng)增加，若2020年電網(wǎng)夏季、冬季日最小負荷率分別下降0.03，計算表明，在充分發(fā)揮煤電、水電、抽水蓄能等電源的調(diào)峰能力之后，電網(wǎng)供熱期各月調(diào)峰均存在較大缺口，將減少接納風電裝機容量165～233萬kW。

本文分析了遼寧電網(wǎng)風電消納原理，按照當前的電源規(guī)劃，計算了遼寧省2020年及2030年風電接納能力，并對抽水蓄能、核電等其他電源對風電接納能力的影響進行分析。建議遼寧加快開展抽水蓄能建設(shè)，并在供暖期停開1～2臺核電機組，可有效提高風電接納能力。此外，日最小負荷率的變化也對風電接納能力具有較大影響。

原標題:遼寧風電：消納能力及影響因素