導(dǎo)讀

風(fēng)電是遼寧省最為主要的新能源發(fā)電形式，按照電源規(guī)劃，遼寧風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模將保持高速增長。2020年、2030年風(fēng)電裝機容量將分別達到1003萬kW、1603萬kW，裝機比例將達到17.8%和20.0%。在提供清潔能源、減少污染物排放的同時，風(fēng)電并網(wǎng)比例逐年增加也給系統(tǒng)運行帶來了挑戰(zhàn)，規(guī)劃的風(fēng)電能否被電網(wǎng)全部消納需要進一步深入研究。

遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納原理

影響電力系統(tǒng)風(fēng)電接納能力的因素眾多，如電壓波動、暫態(tài)穩(wěn)定、穩(wěn)態(tài)潮流和調(diào)峰等。調(diào)峰能力是最為關(guān)鍵的因素之一，在風(fēng)電穿透率較高的電力系統(tǒng)中，必須具備充足的調(diào)峰容量，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

圖1為遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納原理圖，紅色曲線為最大可調(diào)出力曲線，褐色曲線為最小可調(diào)出力曲線，綠色曲線為負荷曲線。最大可調(diào)出力曲線為各時段省調(diào)直調(diào)的常規(guī)機組計劃最大出力、聯(lián)絡(luò)線受入功率、地方電廠最大上網(wǎng)功率及旋轉(zhuǎn)備用功率加和;最小可調(diào)出力曲線為各時段省調(diào)直調(diào)的常規(guī)機組最小出力、聯(lián)絡(luò)線受入功率及地方電廠最小上網(wǎng)功率加和。圖中尖峰最大電力為1950萬kW，低谷最小電力為1540萬kW，峰谷差為410萬kW。

圖1 典型日遼寧電網(wǎng)可調(diào)出力和供電負荷曲線

從電網(wǎng)運行角度看，風(fēng)電能否被電網(wǎng)全部接納取決于負荷與常規(guī)電源最小出力的差額是否充裕，即新能源發(fā)電的上網(wǎng)空間(接納風(fēng)電容量，圖1中綠色曲線與褐色曲線之間的部分)。由圖1可見，負荷低谷時段是1天中風(fēng)電接納能力最低時段，也是風(fēng)電棄風(fēng)的主要時段。將最小可調(diào)出力及風(fēng)電出力相加可得到含風(fēng)電出力的省調(diào)最小可調(diào)出力，如圖2—圖4中藍色曲線所示。下面列出3種典型的風(fēng)電接納情況。

a、負荷低谷時段需要棄風(fēng)電出力當(dāng)電網(wǎng)中常規(guī)電源由于供暖或其他約束導(dǎo)致低谷時段出力較大時，包含風(fēng)電功率的最小可調(diào)出力(圖2曲線中高于負荷低谷曲線的部分)必須切掉，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

圖2 負荷低谷時段棄風(fēng)出力及相關(guān)曲線

b、負荷尖峰時段需要棄風(fēng)電出力當(dāng)負荷尖峰時段風(fēng)電出力較大時，包含風(fēng)電功率的最小可調(diào)出力曲線高于負荷曲線的部分必須切除(見圖3)，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

圖3 負荷尖峰時段棄風(fēng)出力及相關(guān)曲線