風火電價補償分析模型研究與應用

李冬雪，楊繼業，陳寶琪，劉 然，馬 強

(1.國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院, 遼寧 沈陽 110015;2.沈陽電力勘測設計院，遼寧 沈陽 110003)

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風火電價補償分析模型研究與應用

李冬雪1，楊繼業1，陳寶琪2，劉 然1，馬 強1

(1.國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院, 遼寧 沈陽 110015;2.沈陽電力勘測設計院，遼寧 沈陽 110003)

隨著遼寧省風電并網容量逐年增大，火電機組年利用率不斷下降，電網調峰困難。煤電機組進行基本調峰或深度調峰時，機組煤耗率增加，導致發電成本增加，這部分由于煤耗率升高而引起的調峰成本，目前沒有補償。綜合考慮風電企業和火電企業發電效益，建立了風火電價補償分析模型，通過合理設置風火電價補償方案，調動火電調峰積極性，充分利用風電資源，提高發電企業綜合效益。

風電并網；電價；分析模型；調峰；消納

近幾年來，在國家節能減排及鼓勵扶持可再生能源產業政策的激勵下，遼寧省風力發電得到了快速發展。

然而，隨著我國新能源開發規模的持續增長，新能源規模化開發與市場消納能力不足的矛盾日益凸顯，遼寧省風電并網容量逐年增大，削弱了省內火電機組年利用率，火電機組的利用小時數逐年下降，電網內部調峰容量不足，調峰困難。面臨著發電電量下降和上網電價下調的雙重挑戰，煤電企業難以配合電網調度，為風電并網進行調峰。此外，煤電機組進行基本調峰或深度調峰時，機組煤耗率增加，將導致發電成本增加。這部分由于煤耗率升高而引起的調峰成本，無法補償[1-3]。為鼓勵火電企業積極參與電網調峰，優化電網電源結構和資源配置，本文綜合考慮風電企業和火電企業發電效益，建立了風火電價補償分析模型，通過合理設置風火電價補償方案，調動火電調峰積極性，充分利用風電資源，提高發電企業綜合效益[4-6]。

1 風電并網經濟效益

在風電并網環境效益方面，主要考慮節約燃料成本、減排污染物所帶來的環境價值(減排二氧化碳環境價值、減排一氧化碳環境價值、減排二氧化硫環境價值、減排氮氧化物環境價值、減排煙塵環境價值和減排廢水環境價值)以及碳排放權價值。在風電并網成本方面，主要考慮火電機組調峰成本和電價成本。

將全網火電機組等效為100臺300 MW機組，則目前火電機組平均小時出力為154 MW。默認電網需要支付的風電電價為0.56元/kWh，火電電價為0.36元/kWh，電煤價格為700元/t，碳排放權價格為25元/t，應用風電并網經濟效益分析模型對遼寧電網進行分析，得到遼寧電網風電并網經濟效益曲線如圖1所示。

圖1 遼寧電網風電并網效益曲線

2 風火電價補償分析模型參數[7-10]

a.火電機組基本參數設置：單機容量Pfmax和機組臺數N、機組最小出力Pfmin、火電機組煤耗率參數(耗量特性系數ai，bi和ci)、火電機組污染物排放率、火電機組污染物環境價值量。

b.電力市場參數設置：風電電價Pricew、火電電價Pricef、火電補償電價Pricefb、電煤市場價格、碳排放權市場價格。

c.計算初始值：火電機組接入容量Pf及其遞減步長Pfde、風電機組接入容量Pw及其遞增步長Pwadd、風電電價Pricew及其遞減步長Pricewde、火電電價Pricef、火電補償電價Pricefb及其遞增步長Pricefbadd。

3 算例分析

某區域電網網架的輸電能力為900 MW，區域火電機組裝機為3×300 MW，總和為900 MW，火電電價為0.36元/kWh。考慮火電機組深度調峰的最大限度為50%出力，最大可接入風電容量為450 MW，風電電價為0.56元/kWh。在“風電并網對電網運營經濟效益影響分析模型”理論基礎上，核算風電機組接入電網后電網電價成本、火電機組煤耗增加成本、節煤收益、風電環境效益、碳排放權價值等項目，綜合效益變化率隨風電接入容量的變化曲線如圖2所示。

圖2 電網綜合效益變化率曲線圖

應用風火電價補償分析模型，計算得到不同的風電接入容量下風火電價補償方案如表1所示。

表1 風火電價補償方案分析結果

該結果表明，該火電廠最多能協調接入450 MW風電容量。當協調接入0～70 MW風電容量時，應設置火電補償電價為0.01元/kWh；當協調接入70～240 MW風電容量時，應設置火電補償電價為0.02元/kWh；當協調接入240～450 MW風電容量時，應設置火電補償電價為0.03元/kWh。

4 結束語

針對遼寧電網依靠火電機組提高風電消納能力的狀況，分析了風電并網帶來的經濟效益，按照現有電價補償政策的補償原則，提出了風火電價補償分析模型，給出了不同風電接入容量下風電企業補償火電企業的電價標準，為相關補償政策的實施提供技術支持。通過合理設置風火電價補償方案，進一步調動火電調峰積極性，提高清潔能源利用率。

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Research and Application of Wind Fire Electricity Price Compensation Analysis Model

LI Dongxue1, YANG Jiye1, CHEN Baoqi2, LIU Ran1, MA Qiang1

(1.State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China; 2.Shenyang Electric Power Survey and Design Institute ,Shenyang,Liaoning 110003,China)

With the increase of wind power grid capacity in Liaoning province and thermal power unit in utilization of falling, power grid peak shaves.Coal unit for base load or the depth of peak shaving, the unit coal consumption rate increases, which lead to cost increase.This part of the cost due to rising coal consumption rate of load without compensation.This paper comprehensively considers the power generation benefits of wind power and thermal power enterprises.The wind fire electricity price compensation analysis model is established.Through setting up reasonable wind fire electricity price compensation scheme, it arouse the enthusiasm of thermal power load.It makes full use of wind power resources and improve the comprehensive benefits of power enterprises.

wind power grid; electricity price; the analysis model; peaking;absorption

TM614

A

1004-7913(2017)05-0046-02