丹麦何以实现高比例风电运行

丹麦何以实现高比例风电运行
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一、丹麦电力系统概况
（1）电源结构
2013年丹麦全国装机总容量约1539万kW。

其中，火电1061万kW，占68%；风电477万kW，占31%。

火电机组中热电联产机组比重较大，热电联产机组容量占火电总装机容量的92%以上。

火电机组以混合燃料为主，煤/油混合燃料机组占火电装机总量的55.7%，其它主要为燃油或燃气机组。

（2）电网互联和电量交换情况
丹麦输电网主要由400千伏和132/150千伏输电线路以及与挪威、瑞典、德国的互联线路组成。

丹麦东西两岛均以380kV和110kV线路为主网架，两岛间通过400kV直流海底电缆互联。

丹麦电网与北部的挪威有1条350kV和2回250kV的直流海底电缆，输电能力为85万kW；与北部的瑞典有1回250kV、1回285kV的直流海底电缆，和2回400kV、2回110kV的交流输电线路，合计输电能力275万kW；
与南部的德国有1回400kV直流海底电缆，2回380kV、2回220kV 和1回150kV的交流输电线路，合计输电能力268万kW。

丹麦总体的外送输电容量为628万kW。

虽然丹麦电网送受电量较大，但是净送受电量较小。

以2012年为例，丹麦受入电量128.66亿千瓦时，送出电量114.13亿千瓦时，交换电量达到242.79亿千瓦时，但净进口电量仅为14.53亿千瓦时。

表1 丹麦跨国电量送受情况（单位：亿 kWh）
（3）负荷特性
2013年丹麦用电最大负荷达到614万kW，出现在1月份，全年负荷呈现冬季大、夏季小的特点。

从典型日负荷特性看，全天呈现明显的早、晚两个高峰时段，日峰谷差率达到40%左右。

（4）风电发展与运行情况
2005-2013年丹麦风电增长缓慢，2005年丹麦风电装机容量309万kW，2013年477万kW，年均增长仅5.6%。

丹麦电网风电整体利用水平较高。

2013年风电年发电量111亿kWh，占丹麦用电量的比例达到33%，风电瞬时出力占负荷比例的最大值达到高达134%，全年风电发电利用小时数超过2500小时。

二、丹麦风电高比例运行的原因分析
依靠欧洲大电力市场，借助挪威等邻国水电机组良好的调节性能，是丹麦风电实现高比例消纳的重要条件之一。

丹麦与挪威、瑞典和德国电网之间的输电容量达到628万kW，是2013年全年最大用电负荷的1.02倍，是风电装机容量的1.32倍，因此，丹麦电网具备消纳大规模风电的条件。

从全年运行来看，联络线调节对风电消纳起到重要作用。

如图6-13所示，丹麦电力净送出电力与风力发电出力呈正相关关系。

在风电出力多发时段，联络线基本上都是送出电力，并且风电出力越大，联络线送出电力越多。

而在风电出力较小时段，丹麦跨国联络线受入电量，满足本地负荷需求。

从典型日运行来看，在风电大发时段联络线大量送出，对风电消纳起到重要作用。

以2013年12月21日为例，当日凌晨2:40，当负荷处于304万kW的低谷时段，风电出力达到407万kW，风电出力占比达到134%。

当时风电出力已经超过了本地负荷，跨国联络线外送电力254万kW，占风电出力比例达到62%。

从全天运行看，当日系统最大负荷492万kW，最小负荷300万kW，峰谷差率39%。

风电根据来风情况不受限运行，最大出力431万kW，最小出力341万kW；热电联产机组和联络线配合风电实时调整，热电联产机组高峰时段出力252万kW，低谷时段降至147万kW；全天联络线均送出电力，高峰时段送出电力150万kW，低谷时段增加至254万kW，为促进风电消纳做出贡献。

三、对促进我国风电消纳的相关启示
2013年，我国蒙东、蒙西、甘肃、冀北4个地区，风电装机均超过700万kW，占当地总装机比重分别达到30%、24%、20%和32%，与西班牙装机占比相当。

2013年，蒙东、蒙西、甘肃、冀北风电年发电量占用电量比例分别达到37%、12%、11%和9%；风电瞬时出力占负荷比例最大值分别达到111%、36%、39%和20%。

这四个地区灵活调节电源比例不足3%，风电运行指标较高的主要原因是依靠大电网调节。

以风电外送电力较高的蒙东为例。

蒙东火电装机1559万kW，风电713万kW，通过8回500kV线路和呼辽直流与东北主网连接。

2013年4月25日5:40，风电瞬时出力占当地负荷比例达到111%，当时，风电出力293万kW，电网用电负荷264万kW，联络线外送676万kW，风电电力基本全部外送。

联络线外送是蒙东风电消纳的主要渠道。

根据对丹麦和我国局部地区风电消纳情况的分析结果可知，扩大电网覆盖范围，有利于平抑不同地区新能源出力差异，共享更大范围内的灵活调节电源，有效提高本地新能源开发利用水平。

丹麦经验表
明，大电网对于提高局部地区风电开发程度及有效消纳的效果十分明显。

目前，我国风电富集地区灵活调节电源比例低，蒙东、甘肃等风电运行指标较高的主要原因是依靠大电网调节，但是目前具备局部电网覆盖范围仍然较小，为实现我国风电高效利用，需要加快跨省跨区电网建设，在更大范围内消纳风电。

来源:能源观察微信【本文为国网能源研究院年度报告《中国新能源发展报告2014》中的部分内容。

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