河北省南部電網“十一五”電網與電源發展協調性分析

摘要：電網發展協調性是電網規劃后評估的重要指標，電網只有充分實現協調，才能避免“瓶頸”，提高電網供電質量及供電可靠率，使電網安全、穩定、經濟運行，實現良好的經濟效益及社會效益。本文重點從電網與電源發展協調性入手，對河北省南部電網“十一五”電網發展協調程度進行了分析。

關鍵詞：協調程度 變機比 調峰

0 引言

電網協調程度是電網安全性和經濟性的重要基礎，實現各個部分的充分協調，不能在個別地方形成瓶頸，也能不在個別環節形成過大浪費；否則，電網的安全性和經濟性都無法保證。因此，通過研究電網協調性，對于提高電網不同組成部分之間的協調程度，具有十分重要的意義。[1]

為了保證資源最優利用，必須在電網與電源效益之間進行最優協調，以減少發、供電運營成本并提高供電的安全可靠性。研究實現電源規劃和電網規劃的相互協調，具有十分重要的意義。本文主要從變機比、調峰能力、新能源接入等方面對電網與電源發展的協調性進行分析。

1 變機比分析

變機比為某一電壓等級公用降壓變壓器總容量與接入該電壓等級統調電源裝機總容量的比值。變機增速比表示某一電壓等級電網降壓變壓器總容量增長率與統調電源裝機容量增長率的比值。

從表1可看出，河北南網500千伏變機比“十一五”期間保持一路走低的趨勢。“十一五”期間，雖然500千伏主變容量由2005年的600萬千伏安增至2010年的1925萬千伏安，增長220%，但接入500千伏電網的網內裝機、區外受電容量增長較快，由2005年的291萬千瓦增至2010年的1351萬千瓦，增長364%，因此變機比從2005年的2.06下降至2010年的1.42，最低為2009年的1.31。“十一五”南網各年度500千伏變機增速比在0.20-1.22之間，年平均值為0.73，2010年由于接入500千伏電網的裝機增加值為零，該年度變機增速比值為無窮。以上兩指標反映南網500千伏電網建設增長速度低于裝機增長速度。雖然500千伏變機比逐年下降，但500千伏電網可滿足當年大型電源的接入，500千伏電網建設與電源建設是比較適宜的，今后應根據新建電源容量建設相應容量的變電設備。

與500千伏電網不同，220千伏變機比“十一五”期間保持一路走高的趨勢。“十一五”期間，由于“上大壓小”政策的實施，部分接入220千伏電網的機組關停，新建接入220千伏電網的機組多為單機容量30萬千瓦的熱電機組，“十一五”期間南網接入220千伏電網的機組容量增加緩慢，由2005年的806萬千瓦增至2010年的1026萬千瓦，增長27%；而220千伏變電容量（公用）增長較快，由2005年的2082萬千伏安增至2010年的3996萬千伏安，增長92%。220千伏變機比從2005年的2.58增至2010年的3.89。“十一五”期間220千伏變機增速比年均值為2.82，2008年該值為負值是由于“上大壓小”，部分機組關停，接入220千伏電網機組容量降低的因素。

220千伏變機比的逐年增長，反映了接入500千伏發電容量的快速增長以及220千伏電網的日臻完善和堅強，對電源增長的適應性較強。

2 調峰能力分析

河北南網的主要調峰電源為大中型火電機組、張河灣抽水蓄能電站。2008年張河灣抽水蓄能電站4×25萬千瓦機組投產后，提供了200萬千瓦的調峰能力，豐富了河北南網的調峰手段，大大提高了全網的調峰能力。

2009、2010年，在不考慮小機組啟停調峰的情況下，河北南網最大調峰能力約1300萬千瓦。2010年全網最大峰谷差815.54萬千瓦，河北南網調峰能力盈余在475萬千瓦左右。

每年春節期間河北南網調峰都會較為緊張，由于此時處于采暖期，網內供熱機組全部運行，這種機組調峰能力較小，約在20%左右；同時全網負荷較小，部分調峰能力強的大機組需備用或安排檢修，全網火電調峰能力不足。2008年之前，河北南網只能依靠火電機組調峰，調峰難度較大。隨著張河灣抽水蓄能電站的建成，該情況得到了明顯的改善。

3 新能源接入分析

“十一五”期間，河北南網新能源電源項目中，風電投產29.7萬千瓦，出現了規模性增長；其它如太陽能等投產容量較小，本文暫不進行分析。由于風能資源的不可控性，使得風電場出力具有波動性和間歇性，給電力系統帶來了電能質量、調峰、調頻等問題。目前采用風電穿透功率極限和風電場短路容量比兩個指標來表征電力系統中風力發電規模的大小，并以此作為計算分析和進行評價的依據。

風電穿透功率極限是指系統所能接受的風電場最大容量與系統統一調度容量的比值，是從全網的角度出發，表征一個給定規模的電網最大可以承受的風電容量的大小，旨在考慮風電場對系統頻率的影響。至2010年底，河北南網統調發購電容量為2539.6萬千瓦，風電裝機29.7萬千瓦，占1.17%，與其它省份（如吉林、內蒙）或國外的一些統計數據比較是比較小的。總體而言，河北南網目前的風電裝機容量對系統頻率的影響較小。

風電場短路容量比是指風電場額定容量與該風電場并網點短路容量之比。由于風力發電機多采用感應電機，感應電機的運行需要無功的支持。風電場并網點短路容量反映了該接入點的電壓對風電注入功率變化的敏感程度，決定了該網絡承受風電擾動的能力。該指標是從風電場接入點的局部電網出發，重點考察風電功率的注入對局部電網的電壓質量和電壓穩定性的影響。

目前河北南網的風電主要集中在兩個區域：保定西北部的淶源縣，主要接納張家口蔚縣的風電，2010年裝機容量14.83萬千瓦，該區域由白石山220千伏站供電，白石山站與保定主網電氣距離較遠，特別是距離電網樞紐點（保北站）線路長度達125km，與系統聯系較弱，該站短路容量較小，風電接入過多對電能質量影響較大；滄州東部的沿海風電，2010年裝機14.85萬千瓦，該區域電網比較堅強，風電對電網各方面的影響不顯著。

調峰方面，由于風電占比較小，對河北南網調峰的影響不顯著。

4 結論

電力工業的市場化改革將電源與電網的內在協調機制外部化，這種變遷增加了電網與電源協調難度。應當建立一系列的評價指標和評價體系，對兩者的協調程度及時地進行評估，及時發現存在的問題，確保電源與電網的協調發展。本文從宏觀角度分析了影響廠網協調的相關因素，建立評價電網與電源協調性的指標，分析電網中電源結構的合理性，可作為評估河北南部電網“十一五”電網與電源協調程度的評價依據。

參考文獻:

[1]曹發文，城市電網協調發展評估研究，城市建設理論研究，2011，13.