關(guān)于榆林北部并網(wǎng)光伏電站發(fā)展的探討

孫威 王艷 任孝岐

摘 要：文章介紹了榆林北部電網(wǎng)并網(wǎng)光伏電站的發(fā)展概況，并結(jié)合榆林電網(wǎng)的負(fù)荷、電源概況及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，分析了電網(wǎng)對于并網(wǎng)光伏電站的消納能力和送出能力；文中指出了榆林北部光伏電站并網(wǎng)所面臨的困難，同時也為后期光伏電站的發(fā)展提出了較好的建議。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏電站；就地消納；送出能力；調(diào)峰能力

引言

隨著全球環(huán)境污染的加劇，能源供應(yīng)日趨緊張，開發(fā)可再生能源已成為必然；我國擁有豐富的可再生能源，特別是太陽能資源，是取之不盡、用之不竭的能源。從近期看，可做為常規(guī)能源的補(bǔ)充，從遠(yuǎn)期看，光伏發(fā)電將以分散式電源進(jìn)入電力市場，并部分取代常規(guī)能源，從環(huán)境保護(hù)和能源戰(zhàn)略上均具有重大的意義。

根據(jù)國家能源局2012年9月12日印發(fā)的《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到2015年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2100萬千瓦以上，年發(fā)電量達(dá)到250億千瓦時。

1 榆林北部并網(wǎng)光伏電站發(fā)展概況

陜西省政府近幾年將大力推動光伏發(fā)電規(guī)模化建設(shè)，在陜北煤礦采空區(qū)和荒灘荒草地開展光伏發(fā)電示范項目建設(shè)，推動大型地面并網(wǎng)光伏電站全面啟動實(shí)施。

在榆林北部地區(qū)，榆陽區(qū)和神木縣交界地帶，政府在沙漠地區(qū)采用租地的方式，在榆陽小壕兔地區(qū)和榆神工業(yè)園區(qū)規(guī)劃了2個大型的光伏發(fā)電項目園區(qū)。

遠(yuǎn)期裝機(jī)容量將達(dá)到3650MW，2020年將達(dá)到2750MW，近期接入的約為1540MW。

2 榆林北部光伏并網(wǎng)面臨的問題

2.1 就地消納能力有限

榆林北部電網(wǎng)目前由省電力公司和省地電公司供電。

省電力公司榆林北部電網(wǎng)目前主要包括麟州、郝家、神木和大保當(dāng)4個相對獨(dú)立的330kV供電區(qū)，2013年最大負(fù)荷約為840MW，電廠裝機(jī)容量約為1510MW。

地電公司榆林北部電網(wǎng)主要包括三部分，一是由神木變～水磨河雙回線路供電的榆林北網(wǎng)，2013年最大負(fù)荷為1380MW，區(qū)域內(nèi)110kV電廠裝機(jī)為2442MW；二是由內(nèi)蒙電網(wǎng)川掌220kV變電站供電的府北網(wǎng)，2013年最大負(fù)荷為420MW，區(qū)域內(nèi)110kV電廠裝機(jī)為106MW；三是由山西電網(wǎng)保德220kV變電站供電的府東網(wǎng)，2013年最大負(fù)荷為130MW。

對榆林北部電網(wǎng)冬季13時（光伏大發(fā)）進(jìn)行電力平衡計算，結(jié)果如下表1所示：

從上表可以看出，榆林北部火電電源充足，北部電網(wǎng)光伏電站出力無法就地消納；冬季負(fù)荷主要靠火電供給，光伏幾乎全部需要外送；夏季，由于陜南有水電，部分火電機(jī)組可以停機(jī)，光伏出力可在北部少量消納，其余仍需要通過電網(wǎng)送出。

2.2 送出通道輸電能力受限

榆林北部光伏電站多余電力，只能向關(guān)中送電；陜北和關(guān)中最重要的斷面問題在于“750kV橫洛雙回+330kV統(tǒng)延+榆綏”斷面穩(wěn)定極限不足以滿足榆林電網(wǎng)向關(guān)中送電。如圖1所示。

“750kV橫洛雙回+330kV統(tǒng)延+榆綏”斷面橫洛同塔雙回線路N-2后的暫穩(wěn)極限最小為900MW，最大為1180MW。

2014年店塔電廠投運(yùn)之后，榆林地區(qū)需要壓火電出力約950MW。如果榆林熱電、清水川綜合利用等規(guī)劃中的電廠和風(fēng)電、光伏電站陸續(xù)投運(yùn)，窩出力現(xiàn)象會進(jìn)一步增加。

對于該斷面的問題，主要依靠規(guī)劃中的定靖750kV輸變電工程，2020年建成榆橫～定靖～西安北的750kV輸電通道后才能夠徹底解決。

2.3 陜西電網(wǎng)調(diào)峰能力不足，接納能力有限

光伏具有隨機(jī)性和間隙性，無法提供有效的可調(diào)發(fā)電容量，有時甚至還需要系統(tǒng)提供一定的備用來平衡其功率的波動變化，因此大規(guī)模的光伏并網(wǎng)將會給電網(wǎng)調(diào)度帶來很大的困難，系統(tǒng)調(diào)峰問題成為其中一個重要的方面。因此，電網(wǎng)接納光伏的能力主要靠電網(wǎng)的調(diào)峰盈余空間。

陜西電網(wǎng)民用負(fù)荷較高，峰谷差逐年拉大，2013年最大峰谷差5817MW，同比增加490MW，增長9.2%，平均日谷峰比為0.7。預(yù)計“十二五”期間，電網(wǎng)峰谷差還將進(jìn)一步拉大。目前，陜西電網(wǎng)調(diào)峰基本呈現(xiàn)出“汛期火電調(diào)峰為主，枯水期水電調(diào)峰為主，西電東送通道調(diào)峰作用顯著”的特點(diǎn)；調(diào)峰難點(diǎn)主要體現(xiàn)在多雨的夏季，夏天多雨負(fù)荷偏低，來水偏豐，水電持續(xù)滿發(fā)，火電壓出力調(diào)峰難以滿足調(diào)峰需求，而冬季最大負(fù)荷時段，水電處于枯水期，調(diào)峰能力相當(dāng)強(qiáng)，火電調(diào)峰壓力不大。

綜合考慮西電東送通道功率交換、靈寶直流全年平送、德寶直流冬季平送夏季不送等因素對陜西電網(wǎng)調(diào)峰的影響，陜西電網(wǎng)綜合調(diào)峰能力如下表2所示：

根據(jù)陜西電網(wǎng)的調(diào)峰能力盈余情況，陜西電網(wǎng)最大可接納900MW左右的光伏出力；而近期確定光伏項目及風(fēng)電項目裝機(jī)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該值，陜西電網(wǎng)調(diào)峰盈余能力不足已經(jīng)成為限制陜西新能源發(fā)展的最主要因素。

3 結(jié)論及建議

通過對榆林北部光伏并網(wǎng)面臨問題的分析，可以看出：（1）榆林北部區(qū)域電源充足，幾乎2倍于負(fù)荷，在榆林北部建設(shè)大型并網(wǎng)光伏電站，無法做到就地消納，只能外送。（2）受制于陜北和關(guān)中輸電斷面的輸電能力，目前還不具備不具備大規(guī)模外送新能源發(fā)電的能力；至少要到2020年定靖750kV輸變電工程建成投運(yùn)之后。（3）陜西電網(wǎng)調(diào)峰能力有限，無法保證光伏電站出力的全額接納；在現(xiàn)階段，應(yīng)首先保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，在調(diào)峰出線困難的情況下，光伏電站也應(yīng)承擔(dān)一定的調(diào)峰任務(wù)，必要時可以棄光。

結(jié)合上述結(jié)論，對于榆林北部光伏電站的發(fā)展，提出如下建議：（1）采取相應(yīng)的措施，如：斷開外省電源、關(guān)停小火電、限制火電機(jī)組發(fā)展等，來擴(kuò)大當(dāng)?shù)氐墓夥娬揪偷叵{的能力，減少外送。（2）通過各種措施如增加西北電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的調(diào)峰能力、優(yōu)化德寶直流的運(yùn)行方式、建設(shè)抽水蓄能電站等來提高陜西電網(wǎng)的調(diào)峰能力，從而提供光伏電站的接納能力。（3）合理的發(fā)展光伏電站，結(jié)合電網(wǎng)的消納和送出能力安排光伏電站的建設(shè)進(jìn)度，避免出現(xiàn)建成后發(fā)不出的情況發(fā)生。

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