遼寧省海上風(fēng)電消納能力分析研究

張子信，王珊珊，于 佳，王 鏑，薛 琪

(1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110015；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司管理培訓(xùn)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110023；3.遼寧省送變電工程公司，遼寧 沈陽(yáng) 110021)

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遼寧省海上風(fēng)電消納能力分析研究

張子信1，王珊珊2，于 佳3，王 鏑1，薛 琪1

(1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110015；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司管理培訓(xùn)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110023；3.遼寧省送變電工程公司，遼寧 沈陽(yáng) 110021)

隨著遼東莊河地區(qū)190萬(wàn)kW海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)，遼寧電網(wǎng)調(diào)峰形勢(shì)將進(jìn)一步惡化。文中介紹了國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)狀，著重分析了遼寧省的海上風(fēng)電資源情況，并對(duì)遼寧電網(wǎng)調(diào)峰能力進(jìn)行定量分析，探討遼寧省海上風(fēng)電項(xiàng)目消納問(wèn)題，據(jù)此提出幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)策略，可供海上風(fēng)電企業(yè)參考。

海上風(fēng)電；消納能力；風(fēng)電特性；調(diào)峰平衡

遼寧省大連地區(qū)近海海域風(fēng)能資源豐富，具備建設(shè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)的條件，并已列入《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，成為我國(guó)海上風(fēng)電建設(shè)及布局重點(diǎn)。為充分合理利用風(fēng)電資源，減輕燃料運(yùn)輸壓力，減輕環(huán)境生態(tài)問(wèn)題，滿足東北老工業(yè)基地振興對(duì)電力的需求，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源，以國(guó)家振興東北老工業(yè)基地為依托，以實(shí)施新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃為契機(jī)，積極推進(jìn)遼寧莊河地區(qū)190萬(wàn)kW海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)。

遼寧省位于我國(guó)東北部地區(qū)，受冬季寒冷氣候影響，地區(qū)火電裝機(jī)中供熱機(jī)組所占比例較大，在供暖期時(shí)電網(wǎng)的調(diào)峰能力受到很大限制。隨著近年來(lái)省內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量的大幅增長(zhǎng)，其出力的間歇性與波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰能力提出了更高的要求，在負(fù)荷低谷、風(fēng)機(jī)高出力時(shí)段已經(jīng)需要采取切除部分風(fēng)機(jī)等措施以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

隨著遼東莊河地區(qū)190萬(wàn)kW海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)，遼寧電網(wǎng)調(diào)峰形勢(shì)將進(jìn)一步惡化。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)響應(yīng)國(guó)家政策號(hào)召，進(jìn)一步提升電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電等清潔能源的接納能力，尋求新的促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)峰能力的方法勢(shì)在必行。本文對(duì)遼寧電網(wǎng)調(diào)峰能力進(jìn)行定量分析，探討大連莊河190萬(wàn)kW海上風(fēng)電項(xiàng)目消納問(wèn)題，提出保證該項(xiàng)目合理消納的措施建議。

1 國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量平穩(wěn)增長(zhǎng)。2014年，全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)1.7 GW，同比增長(zhǎng)5.77%，累計(jì)裝機(jī)8.8 GW，同比增長(zhǎng)24.48%。海上風(fēng)電新增裝機(jī)的放緩主要源于歐洲市場(chǎng)的下滑，歐洲2014年海上風(fēng)電新增裝機(jī)1.5 GW，同比下降5.34%，累計(jì)裝機(jī)已達(dá)8 GW，其中英國(guó)占了歐洲累計(jì)裝機(jī)的半數(shù)以上，2014年海上累計(jì)裝機(jī)為4.5 GW。隨著歐洲市場(chǎng)的回暖，海上風(fēng)電將繼續(xù)保持快速發(fā)展。根據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)(EWEA)最新統(tǒng)計(jì)，2015年上半年歐洲新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)2.3 GW，同比增長(zhǎng)200%，為有史以來(lái)最高。截至2015年6月30日，歐洲共有3 072座海上風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，總裝機(jī)容量達(dá)10.4 GW，占全球裝機(jī)容量的91%。歐洲市場(chǎng)將引領(lǐng)全球海上風(fēng)電進(jìn)一步向前發(fā)展[1-2]。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)東南沿海及其附近島嶼是海上風(fēng)能資源豐富地區(qū)，沿海島嶼有效風(fēng)能密度在300 W/m2以上，全年中風(fēng)速大于或等于3 m/s的時(shí)數(shù)約7 000～8 000 h，大于或等于6 m/s的時(shí)數(shù)約為4 000 h。《2014年風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》提及，我國(guó)水深5～25 m、50 m高度的海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力達(dá)到200 GW，而5～50 m水深、70 m高度的海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力則達(dá)到了500 GW，部分潮間帶及潮下帶灘涂資源和深海風(fēng)能資源較為豐富[3-5]。

借助海上資源優(yōu)勢(shì)，我國(guó)提出了到2020年完成海上風(fēng)電30 GW的目標(biāo)，并從政策上加以落實(shí)。2014年6月，國(guó)家發(fā)改委明確了海上風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)，使得投資海上風(fēng)電的投資效益更加明確。2014年12月，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于印發(fā)全國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)方案(2014—2016)的通知》，核準(zhǔn)超過(guò)10.5 GW的海上風(fēng)電項(xiàng)目。借力海上資源和政策扶持，我國(guó)有望成為海上風(fēng)電發(fā)展的重要力量。

2014年，我國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)229 MW，同比增長(zhǎng)487.95%，實(shí)現(xiàn)累計(jì)裝機(jī)658 MW，同比增長(zhǎng)53.50%。我國(guó)海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展規(guī)模尚小，距離2015和2020年的發(fā)展目標(biāo)還有很大差距。十三五規(guī)劃中，明確提出未來(lái)要重點(diǎn)發(fā)展海上風(fēng)電技術(shù)和應(yīng)用，未來(lái)幾年我國(guó)海上風(fēng)電將會(huì)有跨越式的增長(zhǎng)表現(xiàn)[6-7]。

2 大連地區(qū)風(fēng)能資源情況

大連位于北半球的暖溫帶，具有海洋性特點(diǎn)的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。因大連臨海，氣流由平坦的海面流經(jīng)內(nèi)陸后，由于摩擦阻力增大，動(dòng)能消耗加快，風(fēng)速明顯減小。大連地處東亞季風(fēng)區(qū)，偏北和偏南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，也是風(fēng)能集中的風(fēng)向，占當(dāng)?shù)乜傦L(fēng)能的60%以上。大連有大連市氣象站、長(zhǎng)海氣象站、金州氣象站、旅順氣象站、普蘭店氣象站、瓦房店氣象站、莊河氣象站等7個(gè)氣象臺(tái)站。

2.1 年平均風(fēng)速分布

大連海域風(fēng)能資源較為豐富(長(zhǎng)海縣氣象站多年平均風(fēng)速4.4 m/s)，風(fēng)能資源由海域向內(nèi)陸逐漸衰減，西部渤海海域和東部黃海海域風(fēng)能資源分布不均衡，西部海域風(fēng)能資源較優(yōu)。大連平均風(fēng)速變化范圍處于2.0～5.0 m/s。大連各地風(fēng)速均有明顯的季節(jié)變化，春季和冬季風(fēng)速較大。內(nèi)陸氣象站的最大風(fēng)速均出現(xiàn)在3、4月，鄰海氣象站的最大風(fēng)速出現(xiàn)在1月；各地區(qū)氣象站的最小風(fēng)速一般都發(fā)生在7-9月，其中旅順最小風(fēng)速出現(xiàn)在7月；大連市、長(zhǎng)海、莊河最小風(fēng)速出現(xiàn)在8月；金州、普蘭店、瓦房店最小風(fēng)速出現(xiàn)在9月。最大風(fēng)速出現(xiàn)的時(shí)間在海域與陸地呈現(xiàn)一定差異，但整體呈現(xiàn)春季大風(fēng)氣候特征。參考大連7個(gè)氣象臺(tái)站測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)繪制大連地區(qū)平均風(fēng)速年變化統(tǒng)計(jì)曲線如圖1所示。

圖1 大連地區(qū)10 m高平均風(fēng)速年變化統(tǒng)計(jì)曲線

2.2 風(fēng)功率密度分布

大連各地的年平均有效風(fēng)功率密度為50～200 W/m2，地區(qū)差異較大，其中旅順最大，莊河相對(duì)較小。大連南端的旅順及大連市西部沿海區(qū)域年平均有效風(fēng)功率密度均大于150 W/m2，其余地區(qū)年平均有效風(fēng)功率密度則介于100～150 W/m2。春季是大連市風(fēng)速最大的季節(jié)，也是平均風(fēng)功率密度最大的季節(jié)。

2.3 有效風(fēng)時(shí)分布

大連各地年有效風(fēng)力小時(shí)數(shù)為3 000～6 400 h，其中大連市最多，莊河最少。沿海岸線東部與西部區(qū)域有效風(fēng)力小時(shí)數(shù)約為5 000 h，向內(nèi)陸延伸，有效風(fēng)力小時(shí)數(shù)則縮減至3 000～4 000 h。而長(zhǎng)海、旅順超過(guò)6 000 h，已接近全年的70%。

3 遼寧省風(fēng)電出力特性分析

3.1 風(fēng)電出力率分析

根據(jù)對(duì)遼寧電網(wǎng)2014年1—12月風(fēng)電出力情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(取樣間隔為1 h1個(gè)點(diǎn))，結(jié)果詳見(jiàn)圖2—圖4。

由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，遼寧電網(wǎng)2014年風(fēng)電最大出力率為66.55%；風(fēng)電最小出力率為0.05%；風(fēng)電有效出力率為47.30%(限制5%概率尖峰出力)；風(fēng)電保證出力率為1.39%(保證率95%)。

風(fēng)電出力率在47.30%以上的概率非常小，約為5%，若對(duì)風(fēng)電出力率在47.30%以上的時(shí)刻進(jìn)行限電，總限電量為風(fēng)電發(fā)電量的2.16%左右。在電網(wǎng)調(diào)峰能力一定的條件下，適當(dāng)?shù)臈夛L(fēng)可以大幅提高電網(wǎng)能夠接納的風(fēng)電裝機(jī)容量，促進(jìn)清潔能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與普及。

圖2 遼寧電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布

圖3 遼寧電網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)出力率累積概率分布

圖4 遼寧電網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電量月分布情況

3.2 遼寧省風(fēng)電出力特性修正

受調(diào)峰及網(wǎng)架制約，收集到的風(fēng)電出力歷史數(shù)據(jù)存在限電現(xiàn)象，其出力特性與實(shí)際情況存在一定差異，為使后續(xù)風(fēng)電消納分析結(jié)論更貼近實(shí)際，需對(duì)其進(jìn)行修正。

出力概率分布修正如下。

a.以區(qū)間均值為變量，風(fēng)電出力概率為函數(shù)，采用合理數(shù)學(xué)函數(shù)對(duì)風(fēng)電出力概率分布曲線進(jìn)行擬合。

b.對(duì)擬合曲線進(jìn)行修正，保持風(fēng)電最大出力區(qū)間不變，保持風(fēng)電最小出力為零。

c. 以區(qū)間均值及其概率乘積累計(jì)為風(fēng)電出力均值(標(biāo)幺值)，輔以風(fēng)電裝機(jī)全年均值計(jì)算風(fēng)電年等效發(fā)電量，與理論發(fā)電量(上網(wǎng)電量+調(diào)峰限電+網(wǎng)架限電)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而對(duì)擬合對(duì)數(shù)曲線系數(shù)進(jìn)行修正。

d.以概率和保持1為目標(biāo)，對(duì)擬合曲線進(jìn)行修正。

e.校驗(yàn)修正前、后風(fēng)電出力概率分布曲線的相關(guān)性。風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布修正曲線見(jiàn)圖5；修正曲線與原始曲線的相關(guān)性分析見(jiàn)圖6。通過(guò)分析可知，修正曲線與原始曲線具有較好的相關(guān)性。

風(fēng)電發(fā)電量月分布修正如下。

a.以平均風(fēng)速年變化情況為依據(jù)，計(jì)算風(fēng)電發(fā)電量理論月分布情況。

b.將風(fēng)電發(fā)電量理論月分布與實(shí)際月分布進(jìn)行對(duì)比分析，若實(shí)際發(fā)電量超過(guò)理論發(fā)電量，則采用實(shí)際發(fā)電量為該月數(shù)值，反之采用理論發(fā)電量作為該月數(shù)值。

c.以理論全年發(fā)電量(上網(wǎng)電量+調(diào)峰限電+網(wǎng)架限電)為控制目標(biāo)，對(duì)采用理論數(shù)值的月份發(fā)電量按比例進(jìn)行修正。風(fēng)電發(fā)電量月分布修正曲線如圖7所示。

圖5 風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布修正

圖6 風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布修正曲線與原始曲線的相關(guān)性分析

圖7 風(fēng)電發(fā)電量月分布修正

3.3 莊河海上風(fēng)電對(duì)遼寧整體風(fēng)電特性的影響

3.3.1 設(shè)計(jì)平均利用小時(shí)數(shù)

根據(jù)目前已建設(shè)及開(kāi)展前期工作的陸上風(fēng)電項(xiàng)目情況，遼寧省陸上風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)約為2 000 h；而莊河190萬(wàn)kW海上風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)約為2 121 h(《大連市海上風(fēng)電場(chǎng)工程規(guī)劃報(bào)告》(3 MW))。根據(jù)規(guī)劃，2020年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到11 749 MW，若其中海上風(fēng)電為1 900 MW，則屆時(shí)遼寧電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)約為2 020 h；同理2025年、2030年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)分別為2 018 h和2 015 h。

3.3.2 風(fēng)電最大出力率

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2014年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電最大出力率為66.55%，考慮風(fēng)電最大出力率隨風(fēng)電裝機(jī)容量增加而減少的特點(diǎn)，遠(yuǎn)期其值將逐漸緩慢下降。

莊河海上風(fēng)電地域分布較為集中，根據(jù)陸上同規(guī)模風(fēng)電集群運(yùn)行情況，其風(fēng)電最大出力率較高。

綜上分析，遼寧電網(wǎng)陸地風(fēng)電最大出力率呈下降趨勢(shì)，但新增海上風(fēng)電集中投產(chǎn)時(shí)將有可能提升遼寧電網(wǎng)整體風(fēng)電最大出力時(shí)率。考慮到目前項(xiàng)目尚處于前期論證階段，無(wú)完善海上風(fēng)電測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，且陸海風(fēng)電之比值(2020年及以后大于5)較大，因此本次分析遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納能力，近似認(rèn)為遠(yuǎn)期遼寧電網(wǎng)風(fēng)電最大出力率維持2014年水平。

3.3.3 風(fēng)電出力率概率分布

在近似認(rèn)為風(fēng)電最大出力率不變且風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)變化不大的前提下，考慮海上風(fēng)電后，遼寧電網(wǎng)風(fēng)電出力率概率分布變化不大，2020年風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布情況如圖8所示。

圖8 2020年風(fēng)電場(chǎng)出力率概率分布情況

4 遼寧電網(wǎng)調(diào)峰平衡分析

4.1 風(fēng)電參與調(diào)峰方式

4.1.1 風(fēng)電全額接納模式

風(fēng)電全額接納模式調(diào)峰平衡方案如圖9所示。在負(fù)荷高峰時(shí)段風(fēng)電按照最小出力參與平衡；在負(fù)荷低谷時(shí)風(fēng)電按照最大出力進(jìn)行反調(diào)峰。

b=y/β

(1)

c=b×η

(2)

式中：b為風(fēng)電開(kāi)機(jī)容量；y為系統(tǒng)調(diào)峰能力盈余；β為風(fēng)電最大出力率；η為風(fēng)電最小出力率；c為風(fēng)電最小出力。

圖9 風(fēng)電全額接納模式調(diào)峰平衡方案

4.1.2 風(fēng)電適度棄風(fēng)模式

風(fēng)電適度棄風(fēng)模式調(diào)峰平衡方案見(jiàn)圖10。在負(fù)荷高峰時(shí)段風(fēng)電按照保證容量參與平衡；在負(fù)荷低谷時(shí)風(fēng)電按照有效出力進(jìn)行反調(diào)峰。

b=x/α

(3)

e=b×δ

(4)

式中：x為系統(tǒng)調(diào)峰能力盈余；α為風(fēng)電有效出力率；e為風(fēng)電保證容量；δ為風(fēng)電保證出力。

圖10 風(fēng)電適度棄風(fēng)調(diào)峰平衡方案

4.2 調(diào)峰平衡結(jié)果分析

2020年遼寧電網(wǎng)調(diào)峰平衡結(jié)果見(jiàn)表1。

預(yù)計(jì)2020年全年最大峰谷差出現(xiàn)在12月，約7 025 MW，計(jì)入旋轉(zhuǎn)備用容量后，網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷調(diào)峰需求達(dá)到8 405 MW。

2020年并入遼寧電網(wǎng)運(yùn)行的水電機(jī)組總?cè)萘繛? 280 MW(計(jì)入云峰、渭源電站)；考慮部分水電受阻以及檢修安排后，預(yù)計(jì)2020年水電枯水期調(diào)峰能力在816 MW左右。2020年遼寧電網(wǎng)常規(guī)煤電年均開(kāi)機(jī)容量在4 887 MW左右，考慮受阻及備用容量后，機(jī)組平均調(diào)峰能力約為33.4%。為滿足供熱需要，預(yù)計(jì)2020年供暖期遼寧電網(wǎng)供熱煤電平均開(kāi)機(jī)容量在17 573 MW左右，高于非供熱期的15 189 MW。供暖期間供熱煤電機(jī)組調(diào)峰能力受到較大影響，考慮受阻及備用后，預(yù)計(jì)平均調(diào)峰能力僅為13.8%左右，遠(yuǎn)低于非供暖期的29.4%。供暖期電網(wǎng)中供熱煤電平均開(kāi)機(jī)容量占總開(kāi)機(jī)容量(不含風(fēng)電、太陽(yáng)能)的60.0%左右，其調(diào)峰能力的下降將對(duì)電網(wǎng)的整體調(diào)峰平衡造成巨大的負(fù)面影響。

平衡結(jié)果表明：不考慮風(fēng)電的情況下，2020年供暖期(11月—次年3月)遼寧電網(wǎng)調(diào)峰盈余容量均值在670 MW左右；隨著供暖期的結(jié)束，4—10月期間遼寧電網(wǎng)調(diào)峰盈余容量大幅上升，均值在3 176 MW左右，見(jiàn)表1。

表1 遼寧電網(wǎng)2020年調(diào)峰平衡分析 MW

5 遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納能力分析

2020年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量與棄風(fēng)比例之間的關(guān)系見(jiàn)圖11，風(fēng)電裝機(jī)容量與年利用小時(shí)數(shù)之間的關(guān)系見(jiàn)圖12。根據(jù)分析結(jié)果，隨著風(fēng)電裝機(jī)的增加，遼寧電網(wǎng)風(fēng)電棄風(fēng)比例呈增加趨勢(shì)，而風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)則逐漸下降。

2020年遼寧電網(wǎng)消納能力計(jì)算結(jié)果表明：不棄風(fēng)的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約620 MW；棄風(fēng)5%的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約2 920 MW；棄風(fēng)10%的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約6 030 MW。達(dá)到風(fēng)電預(yù)計(jì)發(fā)展規(guī)模11 749 MW時(shí)，棄風(fēng)比例約為32.48%。

圖11 2020年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量與棄風(fēng)比例關(guān)系曲線

圖12 2020年遼寧電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量與利用小時(shí)數(shù)關(guān)系曲線

6 促進(jìn)遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納措施

遼寧電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)單一，供熱煤電機(jī)組多，調(diào)峰能力薄弱，而風(fēng)電出力與負(fù)荷的相關(guān)性不強(qiáng)，更多情況下使系統(tǒng)的負(fù)荷峰谷差增大，且風(fēng)電裝機(jī)容量越大，影響越大。因此，為提高遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納能力，提出以下改進(jìn)措施。

6.1 風(fēng)電參與調(diào)峰方式

電網(wǎng)為全額接納風(fēng)電，需要配備一定的快速調(diào)節(jié)電源。遼寧電網(wǎng)電源大部分為火電機(jī)組，火電機(jī)組特別是熱電機(jī)組調(diào)峰能力有限，調(diào)峰速度緩慢，且深度調(diào)峰將引起火電煤耗率增加，經(jīng)濟(jì)性較差。相比較歐洲等風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家，其快速調(diào)節(jié)電源所占比例均在30%以上。因此，針對(duì)遼寧電網(wǎng)實(shí)際情況，從優(yōu)化電源建設(shè)運(yùn)行方面，應(yīng)采取如下措施。

a.積極落實(shí)抽水蓄能電站投資主體和電價(jià)補(bǔ)貼，加快抽水蓄能電站建設(shè)。

b.堅(jiān)持“以熱定電”原則，科學(xué)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，結(jié)合遼寧電網(wǎng)“電熱負(fù)荷供需難以兼顧”的特點(diǎn)，建議新建熱電機(jī)組優(yōu)先考慮熱電比高、有利于電網(wǎng)調(diào)峰的背壓型式。

c.落實(shí)國(guó)家能源局關(guān)于促進(jìn)我國(guó)煤電有序發(fā)展的通知(發(fā)改能源〔2016〕565號(hào)文)，取消一批，緩核一批，緩建一批。

d.積極落實(shí)燃?xì)鈿庠醇皟r(jià)格補(bǔ)貼，適當(dāng)建設(shè)調(diào)節(jié)特性較好的燃?xì)鈾C(jī)組。

e.技術(shù)改造深挖常規(guī)煤電調(diào)峰能力，優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行提高熱電調(diào)峰能力。

f.在熱電廠安裝蓄熱裝置，提高熱電機(jī)組調(diào)峰能力。

g.進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)工作，合理安排開(kāi)機(jī)方式，優(yōu)化風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行。

h.推廣應(yīng)用化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，解決新能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性問(wèn)題。

6.2 加強(qiáng)負(fù)荷需求側(cè)管理

依托部分高耗能企業(yè)的負(fù)荷計(jì)劃調(diào)整，遼寧電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差在東北三省一區(qū)中具有明顯的比較優(yōu)勢(shì)。但近年受供熱、風(fēng)電及核電機(jī)組集中規(guī)模投運(yùn)以及省間聯(lián)絡(luò)線調(diào)峰影響，冬季供暖期電網(wǎng)調(diào)峰壓力不斷加大，電網(wǎng)棄風(fēng)電量逐漸增加。加強(qiáng)用戶需求側(cè)管理，進(jìn)一步改善電網(wǎng)負(fù)荷特性，降低系統(tǒng)調(diào)峰容量要求十分必要。具體可采取如下措施。

a.推廣電能替代，重點(diǎn)實(shí)施“以電代煤、以電代油”，提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重。

b.推動(dòng)電蓄熱技術(shù)發(fā)展，緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。

落實(shí)相關(guān)政策補(bǔ)貼，進(jìn)一步加強(qiáng)高耗能企業(yè)負(fù)荷可控調(diào)整。

c.完善優(yōu)化電價(jià)機(jī)制，充分發(fā)揮峰谷分時(shí)電價(jià)杠桿作用，鼓勵(lì)用戶在棄風(fēng)時(shí)段使用和存儲(chǔ)電能。

d.推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展，結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)改善負(fù)荷低谷特性。

e.推廣應(yīng)用化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的削峰填谷。

6.3 改善聯(lián)絡(luò)線功率傳輸規(guī)定

目前東北電網(wǎng)采取省間聯(lián)絡(luò)線關(guān)口調(diào)度制度，由網(wǎng)調(diào)制定省間聯(lián)絡(luò)線關(guān)口電量、電力計(jì)劃，各省調(diào)根據(jù)網(wǎng)調(diào)下的計(jì)劃，結(jié)合省內(nèi)電源檢修和負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，安排次日機(jī)組運(yùn)行方式。在聯(lián)絡(luò)線關(guān)口調(diào)度模式下，需要以單個(gè)省為實(shí)體安排省內(nèi)的電源方式，一方面由于省間負(fù)荷同時(shí)率的影響，等效增加了電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量，不利于電網(wǎng)調(diào)峰；另一方面，造成電力過(guò)剩省份部分高參數(shù)、大容量、調(diào)峰能力強(qiáng)的常規(guī)煤電機(jī)組無(wú)法排入運(yùn)行方式，導(dǎo)致調(diào)峰資源的浪費(fèi)。此外，按各省級(jí)電網(wǎng)單獨(dú)消納風(fēng)電來(lái)考慮，沒(méi)有達(dá)到各地區(qū)風(fēng)電互補(bǔ)的作用，導(dǎo)致東北電網(wǎng)消納風(fēng)電能力的下降。

隨著風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)，目前所實(shí)行的聯(lián)絡(luò)線關(guān)口調(diào)度無(wú)法最大限度消納風(fēng)電。因此，為更大限度接納風(fēng)電，當(dāng)本省電源無(wú)法滿足風(fēng)電變化引起的調(diào)峰困難時(shí)，應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)周邊地區(qū)的調(diào)峰資源，協(xié)調(diào)互補(bǔ)，達(dá)到調(diào)峰資源優(yōu)化利用的目的。考慮到目前采取的調(diào)度模式，現(xiàn)在較為可行的方案是“聯(lián)絡(luò)線關(guān)口和統(tǒng)一風(fēng)電消納結(jié)合”方式。根據(jù)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值以及調(diào)峰能力確定各省風(fēng)電消納需求，將其與未考慮風(fēng)電影響時(shí)制定的關(guān)口曲線結(jié)合，得到新的關(guān)口限制。該方式技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度不大，但是涉及風(fēng)電跨省結(jié)算問(wèn)題。

7 結(jié)論

a.遼寧電網(wǎng)風(fēng)電最大出力率為66.55%；風(fēng)電最小出力率為0.05%；風(fēng)電有效出力率為47.30%(限制5%概率尖峰出力)；風(fēng)電保證出力率為1.39%(保證率95%)。

b.2020年不棄風(fēng)的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約620 MW；棄風(fēng)5%的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約2 920 MW；棄風(fēng)10%的情況下，遼寧電網(wǎng)可以消納風(fēng)電約6 030 MW。達(dá)到風(fēng)電預(yù)計(jì)發(fā)展規(guī)模11 749 MW時(shí)，棄風(fēng)比例約為32.48%。

c.2020年風(fēng)電達(dá)到預(yù)計(jì)發(fā)展規(guī)模11 749 MW時(shí)，若全省風(fēng)電棄風(fēng)平均考慮，則莊河海上風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)為1 432 h，棄風(fēng)比例為32.48%，年棄風(fēng)電量約為13.1億kWh。

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Analysis of Absorption Capacity for Offshore Wind in Liaoning Province

ZHANG Zixin1, WANG Shanshan2, YU Jia3, WANG Di1,XUE Qi1

(1.State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China;2.State Grid Liaoning Management Training Center , Shenyang, liaoning 110023；China；3.Liaoning Power Transmission & Engineeriong CD.，Shenyang, liaoning110021, China)

the project building of 1.9 million offshore wind power is built in Zhuanghe,the east part of Liaoning province.The situation of peak shaving in Liaoning Power Grid will be worsen. This paper introduces the status of offshore wind power development at home and abroad.Offshore wind resource in our province is analyzed emphatically, and carries on the quantitative analysis of liaoning Power Grid peak shaving capability. Given to offshore wind projects in liaoning province are discussed, and put forward some coping strategies accordingly.It can be used for reference in the offshore wind enterprises in our province.

offshore wind power; absorption capacity; Wind power characteristics; balance of regulating peakload ability

TM614

A

1004-7913(2017)05-0023-06

張子信(1984)，男，碩士，高級(jí)工程師，從事配電網(wǎng)規(guī)劃工作。

2017-03-01)