浅析我国风电消纳现状及输送方式

浅析我国风电消纳现状及输送方式

张静

华北电力大学，河北 保定 071000

摘要：通过分析我国风电发展的现状和问题，我们将探讨部分地区风能消纳低的原因。对目前为解决风电消纳而采取的措施进行了分析，重点是风电的打捆联合发和不同运输方式。对于特殊通道、风火打捆，交流、直流输电方式，重点是特殊通道风电输电技术的可行性和经济应用，以及实现风电输电的合理打捆比例。

关键词：风电消纳；风火打捆；输送方式

引言

风能不仅是清洁能源，而且是可再生能源。风力发电在目前新能源发电的规模和技术上相对成熟，对实现我国的可持续发展十分重要。风能在电力供应结构中日益重要，并对电力系统的有效运作产生越来越大的影响。甚至在部分地区，风力发电的发展与该系统的正常运作之间也存在矛盾，导致放弃风能，而风电消纳是风能发展中最重要的问题之一。

1 影响风电消纳的因素分析

1.1 调度风电运行水平

必须妥善管理风电调度，并适当安排系统中其他能源的运行方式，以获得最大许可并消纳风电电量。建立风力发电能力预测机制和风力发电运行监测系统是切优化调度的一个重要组成部分。目前我国风力发电预测成绩优秀，但我国风力发电预测系统复盖面存在很大差距，我国电网已经建成，

虽然可以建立风电功率预测系统，根据预测信息优化规划，但大多数风电场预测系统配置不足，风电场最大化消纳，限制了优化调度。

1.2 调节系统能力

风能的主要特点是随机、波动和间歇性。同时，对风电年输出特性的分析表明，我国许多地区春季和冬季风电出力特别高，而对夏季和秋季输出特性的分析表明风力发电年输出功率获得风能的机会越来越多，电力系统的调频波段峰值也越来越复杂。

1.3 并网技术

在广泛接入风能之后，对系统的安全和稳定没有影响，这对有效消纳风能因素非常重要。在我国，风能起步较晚，没有强制性的风能和风能技术标准。大多数设备制造商引进欧洲先进的风力发电机制造和装配，由于自主研发能力较低，大多数制造商已经进行了低压转换，调节能力相对较低、效率较高和效率较低，影响了风力发电机的生产自动化水平无法提高，在一定程度上威胁到电力系统的正常运行。

2 提高风电消纳能力的措施

关于风能消纳，可以从新能源和影响电网消纳的因素开始。

2.1 增加系统的调峰功率

调整系统供电结构，增加调节库容的水力机组，在条件符合的地区建设抽水蓄能电站或燃油和燃气机组；改进系统负荷特性，利用需求管理手段，负荷峰谷差降低，探索常规电源组，特别是目前降低系统调节压力的热电源组的调节能力，建立电价机制

2.2 合理控制风电的总体发展和布局

根据国家风能发展的总体目标，监测常规能源过剩地区风能发展的规模和速度，同时考虑到区域能源资源的特点、电力总量和能源结构采取措施提高该区域的负荷水平，但须符合环境要求。

2.3 加快建造风电辅助设施

加强主电网建设，解决电网输电能力影响下风电消纳问题；积极建设大型能源基地的运输线，虽然拥有综合能源基地，可大规模扩大火力发电，但目的地采用风火打捆法，扩大风电的消纳范围。

3 风电输送方式

风电富集的地区通常远负荷中心，需要长途运输。供电只能考虑风电送风和风火打捆运行，传输方式可以分别考虑交流或直流。

3.1 专用通道输送

（1）交流通道。风电出力具有随机和间歇的特点，风电出力缺乏峰值调节能力和频率调节能力，可能对风电并网的大规模传输、系统峰值调节、电网电压和无功控制以及运行经济产生不利影响专用交流端口的功率经常因风而波动，电压难以控制，响应性高。使用PSD-BPA仿真软件，在500kv、200km和2400MW的交流纯送风电示例中，在风机脱网1200MW，传输端的电压波动超出了允许的范围并且气流使用小时少，因此特殊交流通道参与气流输送，原因是保证气流容量低，通道年输送量有限，电网设备利用率低，机组更换率低。一般用于1000kv电压等级、420km以下运输、500kv以下运输、220km以下运输和90km以下风电送出。（2）我国直流专用通道直流输电系统采用定功率控制模式。通过直流系统传输纯风相当于直接传输恒定的能量负荷，正常运行过程中的风波动可能会导致传输侧的电压相对于送端频率的允许范围大幅度下降，从而导致风电机组停止运转。利用传统的直流技术，直流电源可以跟踪风力的波动，输电侧系统电压波动很大，风力的频繁波动可能导致系统运行状态的频繁调整，从而降低了可靠性直流柔性传动采用完全控制的电气部件实现高效、低效率的独立控制，通过直流专用通道输送风力发电，但目前的最大输电能力只有1000MW，不能满足风力发电的大容量输电需求。由于用于风力发电的直流信道传输功率最长为8小时，信道传输能力随风力功率变化，取决于风电出力的波动性，8小时以下滤波器投切和换流变分接头调节量分别为15和24次。

3.2

风火打捆输送方式

风电能力主要集中在三北、哈密、内蒙古东部和内蒙古西部等风电基地，具备发展大规模热能和风电的条件。考虑到风电的使用寿命较短，个别风力输电线路效率低下，有必要通过与其他能源的联合运输，也就是说，与其他能源一起调整风能，提高线路的使用效率，减少输电能力的波动性，并利用风火打捆输送。无论是AC或DC传输模式，与特殊通道模式相比，它具有以下优点通道功率稳定、高小时利用率和高性价比。(1)技术分析。交流输送方式。风火打捆方法。传输终端点火装置平衡风力的波动，对传输终端电压起到一定的支撑作用。交流电压易于控制，系统整体运行状态相对稳定。以某风电场为例，非供热机组及其他机组的最小输出功率为锅炉最低稳定燃烧负荷，单位功率大于300 MW的新型燃烧机组的技术调整功率为50%，速度为2%/分钟。从可调容量×2%≥风力发电功率×1.5%(1)，结合(公式)1分析风电调节功率。根据风电的输出特性，每分钟上升到1.5%的概率可以达到99%。考虑到能源运输方面的热能为8000兆瓦(调节能力为4000兆瓦)，100%使用风力发电，综合电力预计低于5330兆瓦，以满足最大风力发电需求。在大多数情况下，风电出力快速变化时间，在这段时间里，可以立即监测少数风力发电厂迅速变化的电力、风力电的波动、750kv电网的使用情况以及系统资源的使用情况。(2)经济和风火打捆比例。火电容量及风电保证容量有助于电力均衡，容量效果良好。风火打捆输送，年输送高，电网利用率高，机组更换率高。风火打捆的大小主要受以下因素的影响：风力输出特性；传输电网或配套火电功率；受端电网调峰；技术限制；经济限制。面对各种制约因素，已经采取措施应对风电消纳，

4 结语

风火打捆联合运行和风电的各种输送方式。给出了特殊通道风电技术的技术经济分析、风火打捆技术的经济分析以及合理的打捆比例进行了研究分析。

参考文献：

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