例析风电消纳能力

例析风电消纳能力

1概述

随着社会的发展，能源消耗不断增加，生态环境目益恶化，人类生存压力持续增大。在这样的背景下，可再生能源的开发利用成为越来越多国家可持续发展战略的重要部分。而江西电网地处华中电网的东南部，是一个典型的受端电网，其对新能源的消纳能力受本地电网调峰能力限制明显，伴随本地受电水平提高，其对新能源的消纳能力呈逐步下降趋势。如何有效发展新能源，使得电力能源可持续发展，以促进经济可持续发展，是江西电网必须面对的问题。

2江西风电发展的必要性

（1）江西省一次能源资源匮乏，抓紧风电开发除了改善江西省的能源结构外，可一定程度缓解江西省能源短缺之急；

（2）江西省风电和水电具有不同步发生规律，风力发电高峰处于秋季与冬季（9～次年3月），水利发电高峰期处于春季和夏季（4-8月），风电和水电具有季节性特性，可实现季节性互补；

（3）风力发电是环保型可再生能源，它不仅改善电源结构，替代一部分火电容量，节约煤炭，减少污染，保护环境，而且可实现江西电力能源可持续发展战略，以支持江西经济持续发展战略。

3江西风电消纳能力分析

3.1电网概况

江西电网位于华中电网东南部，2013年通过3条500kV线路与华中主网相联。江西电网由南昌等12个地区电网组成，目前500kV 电网已经形成中部主框架环网，并且以主框架网为核心，向西延伸至萍乡、向东延伸至上饶，向南延伸至赣南，向北延伸至九江。

3.2发电现状

2013年全网统调发电量完成711.987亿kW时，同比增长15.86%。其中水电完成32.287亿kW时，同比减少22.54%：风电完成4.1725亿kW时，同比增长179.81%；光伏完成0.0024亿kW时；火电完成675.5249亿kW 时，同比增长18.23%。

3.3风电消纳能力分析

3.3.1 调峰平衡原则：

（1）燃煤机组中，考虑燃煤机组调峰的煤耗特性、机组调节速度，然后逐一按照机组煤耗由大到小进行调峰（若系统负荷波动较大，从运行角度需要可根据各类机组爬坡能力考虑调峰顺序）；

（2）在丰水季水电尽可能带基荷避免弃水调峰，在枯水季主要参与调峰：

（3）各类机组调峰安排要考虑网络的安全约束：

（4）水电按不同电站（径流、日/季/年调节）的调节性能确定调峰能力，抽水蓄能调峰性能200%，核电在正常情况下不参与系统调峰。现有火电机组调峰能力按照机组实际常规调峰能力考虑：

（5）调峰平衡的备用容量按负荷备用4%、旋转事故备用4%考虑：

（6）平衡时按最大负荷日并参照最大峰谷差日的负荷率统筹考虑，平衡结果为本年度调峰最严重情况。

3.3.2 调峰平衡预测：

（1）电网平均调峰裕度。由于电网各日负荷是不同的，这将造成各日的调峰裕度也是不同的。因此，需要考虑各日的调峰裕度对电网消纳风电能力的影响，及负荷变化引起的调峰裕度变化，采用平均调峰裕度代替最大调峰裕度。平均调峰裕度一般根据最大负荷时的调峰裕度、月不均衡系数得到。电网的平均调峰裕度Pav 调峰=P调峰xo，月不均衡系数c为月平均负荷与月内最大负荷日平均负荷的比值。电网调峰裕度P调峰为机组最小技术负荷与最小负荷的差值，而电网开机方式及容量由电网最大负荷决定。

（2）调峰平衡预测。按照上述调峰平衡原则，对2016年、2020年江西电网进行调峰平衡。在调峰平衡时，对新增300MW 及以上常规煤电机组调峰时最小出力率按50%考虑，调峰平衡结果如表1所示：

3.3.3风电消纳预测。风电消纳能力的分析流程如图1所示：

图1风电消纳能力的分析流程

在图 1 中，Kf 为峰荷时安排的风电容量系数，在此取 2.4%；Kg为风电的容量可信度，在此取21%。根据该分析方法，江西风电的消纳能力预测如表2所示：

3.3.4 江西电网的风电发展目标分析。从以上计算分析可知，江西电网的风电消纳水平主要受本地电网的调峰能力因素影响，在近期可主要侧重于提高本地电网的调峰能力，在中远期则要考虑借助区域交换功率调节来提高本地电网的调峰能力。2016年基于江西本地电网的调峰能力，其风电消纳水平为624万kW，如果在运行中考虑弃风，则其消纳水平可有所提高。2016年规划的受电容量为244万kW，如果考虑10%的受电功率参与本地调峰，则风电消纳水平可提高至735万kW。

预计2020年，伴随经济发展和用电负荷大幅提高，江西电网从外受电约1700万kW，本地机组的调峰能力难以满足江西电网的调峰需求，风电消纳水平也受到很大制约，必须借助区域间交换功率调节来提升本地电网调峰能力，如果考虑20%的外来电力参与调峰，则对应的风电消纳水平约为1030万kW。

综合来看，考虑外来电力参与本地调峰的因素，江西电网的风电发展目标应在本地电网消纳能力基础上适当超前，但不能超越电网的综合消纳水平。

4结语

江西省风力资源较为丰富，且对当地能源结构调整和能源互补性产生较大收益，但江西地区电网风电消纳能力有限。为促进江西省风力发电的合理发展，应积极探索跨省电力调峰平衡措施，以本地电网的消纳能力为基础，以外来电力的调峰参与为促进，追求风电与常规能源、主干电网的协调发展。