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从甘肃酒泉千万千瓦风电基地谈我国大规模风电并网

2010-08-04 来源:国网新源控股有限公司 张 晖 浏览数:1670

  根据新疆哈密与甘肃酒泉风电基地输电规划,2011 年,哈密200 万千瓦风电和酒泉516 万千瓦风电将在新疆与西北联网的前提下,通过哈密~安西~永登双回750 千伏线路,在西北电网内消纳,系统的调峰能力和安全稳定水平能够满足酒泉风电送入的要求。

  2015 年,若新疆哈密风电装机达到400 万千瓦、甘肃酒泉风电装机达到1271 万千瓦,西北电网的调峰能力将不能满足需求,西北风电将无法在西北电网内完全消纳,初步研究约有400 万千瓦左右的风电装机需要通过特高压直流输电通道送出西北电网。

  (二)保证甘肃酒泉一期风电送出的有效措施2011 年酒泉风电装机将达到516 万千瓦,通过安西~酒泉~金昌~永登750 千伏双回输电线路送电至西北主网,输电距离长,全长约860 公里,输电能力低。为提高线路输电能力,可在线路上安装一定比例的串联补偿设备,但将产生次同步谐振问题,严重影响风电场和电网的安全运行,必须考虑采取措施加以解决。由于网对网的送电方式下基本不存在次同步谐振问题,因此,结合甘肃酒泉风电基地外送系统的实际情况,通过哈密~安西750 千伏线路将风电基地送端与新疆电网相连,形成网对网送电格局,可解决由加装串补引起的次同步谐振问题,使哈密~安西~永登750 千伏线路送出风电的功率从262 万千瓦提高到456 万千瓦,可以满足酒泉一期风电的送出。因此,同步建设哈密~安西750 千伏联网工程,既可解决次同步谐振问题,又能大幅度提高系统稳定性和通道的输电能力,是实
现甘肃酒泉风电送出的有效措施。同时,新疆是西北电网的重要组成部分,是我国重要的能源基地,通过哈密实现与西北主网的联网,对满足新疆经济快速发展和电力需求不断增长的需要具有重要意义。

  (三)研究有效方式,提高电网安全水平和输电效率

  虽然通过双回750 千伏线路加装一定比例串联补偿设备,可以基本满足甘肃酒泉风电基地一期外送的需求,但仍存在两方面的问题。一是系统电压控制困难,不利于电网安全运行。风电功率具有随机波动的特点,通道传输功率也会频繁大幅度波动,导致系统电压水平变化频繁,既影响电能质量,也使无功补偿设备频繁投切,严重威胁设备和电网安全运行。二是通道利用率较低,经济代价大。测风数据表明,甘肃酒泉风电基地年等效利用小时数在2200 左右,且大部分时间风电出力较低,使得750千伏输电线路大部分时间输送功率均很小,甚至出现零功率输送的时段,输电效率较低,经济性较差。按照甘肃酒泉风电一期516 万千瓦考虑,主要采用690 伏/35 千伏/750 千伏上网外送方式,每个风
电场以12 ~ 14 回35 千伏线路接入9 个330 千伏升压站,再经330 千伏线路接入750 千伏变电站送出。综合考虑,风电场(含场内升压工程)投资达509亿元,再加上配套送出工程投资133 亿元,风电机组与送出工程总投资达到642 亿元。以此计算,风电到接网点的单位千瓦投资为9868 元,相应风电场上网电价为0.69 元/ 千瓦时,考虑电网送出投资后,单位千瓦投资高达12445 元,电网输配环节电价按0.2 元/ 千瓦时估算,风电场到西北电网电价达到0.89 元/ 千瓦时。因此,建设750 千伏输电线路仅仅满足送出风电的经济代价太大。

  为解决电网安全和输电系统效率问题,套建设一定规模的火电容量,使风电、火电打捆送出,利用火电的调峰性能,实现与风电功率的互补,既可平抑外送通道上功率的大幅度波动,确保电网安全,还可以充分发挥通道的输电能力,增加线路的利用小时,提高输电效益。

  根据研究,新疆电网与西北主网实现联网后,2010 ~ 2011 年酒泉风电可与哈密60 万千瓦火电打捆后送往西北主网。在此送电情况下,由于火电参与风电调节,通道输电功率的随机波动由100 万千瓦下降为40 万千瓦,有利于输电通道的安全稳定运行,同时,输电通道的年送电量增加了34 亿千瓦时,提高了输电经济性。

  2015 年,若酒泉风电装机规模达到1271 万千瓦,通过调峰平衡分析,酒泉风电将无法全部在西北电网消纳,需外送的装机约为400 万千瓦。经输电规划初步研究,拟采用±800 千伏特高压直流输送到华中地区。若采用纯风电输送的方式,由于风电的波动将引起直流输电功率的频繁波动,不利于直流系统的可靠运行,且从经济性角度看,输送风电到达受端电网的落地电价将达0.92 元/ 千瓦时,是受端标杆上网电价的2 倍以上。因此,按照2015 年酒泉外送400 万千瓦风电考虑,特高压直流最大输送容量按720 万千瓦考虑,为保证电网的安全可靠运行,同时兼顾提高输电经济性,结合嘉(嘉峪关)酒(酒泉)地区煤电建设规划,可建成360 ~ 560 万千瓦的火电容量,与酒泉风电打捆外送,以保持直流送电潮流的稳定,保证直流系统的可靠运行。同时,若充分利用输电通道,配套火电装机达到560 万千瓦,使输电通道利用小时数达到5900 小时以上时,输电到达受端电网的落地电价将低于受端的标杆上网电价。

  因此,随着甘肃酒泉千万千瓦风电基地后续项目的建设,通过合理的风火打捆外送,是有利于西北风电在更大范围合理消纳的有效方式之一。

  三、若干建议

【延伸阅读】

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