江西省風電消納能力分析

朱文廣　王偉　程虹　舒嬌　楊超

摘要：作為一種清潔可再生新能源，風電具有其特有的優勢，尤其在江西地區可作為傳統能源的有力補充。但是，隨著風力發電并網容量的增加，風力發電的合理消納成為了影響風電并網的主要制約因素。文章在分析江西省現有發電情況的基礎上，提出了江西省調峰平衡原則和風電消納能力的分析方法流程，并依據該原則和方法預測了江西省2016年和2020年在不同跨區調峰能力水平下的風電消納能力。

關鍵詞：新能源；風電；消納能力；調峰平衡；江西省 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2015）01-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0005

1 概述

隨著社會的發展，能源消耗不斷增加，生態環境日益惡化，人類生存壓力持續增大。在這樣的背景下，可再生能源的開發利用成為越來越多國家可持續發展戰略的重要部分。而江西電網地處華中電網的東南部，是一個典型的受端電網，其對新能源的消納能力受本地電網調峰能力限制明顯，伴隨本地受電水平提高，其對新能源的消納能力呈逐步下降趨勢。如何有效發展新能源，使得電力能源可持續發展，以促進經濟可持續發展，是江西電網必須面對的問題。

2 江西風電發展的必要性

（1）江西省一次能源資源匱乏，抓緊風電開發除了改善江西省的能源結構外，可一定程度緩解江西省能源短缺之急；（2）江西省風電和水電具有不同步發生規律，風力發電高峰處于秋季與冬季（9～次年3月），水利發電高峰期處于春季和夏季（4～8月），風電和水電具有季節性特性，可實現季節性互補；（3）風力發電是環保型可再生能源，它不僅改善電源結構，替代一部分火電容量，節約煤炭，減少污染，保護環境，而且可實現江西電力能源可持續發展戰略，以支持江西經濟持續發展戰略。

3 江西風電消納能力分析

3.1 電網概況

江西電網位于華中電網東南部，2013年通過3條500kV線路與華中主網相聯。江西電網由南昌等12個地區電網組成，目前500kV電網已經形成中部主框架環網，并且以主框架網為核心，向西延伸至萍鄉、向東延伸至上饒，向南延伸至贛南，向北延伸至九江。

3.2 發電現狀

2013年全網統調發電量完成711.987億kW時，同比增長15.86%。其中水電完成32.287億kW時，同比減少22.54%；風電完成4.1725億kW時，同比增長179.81%；光伏完成0.0024億kW時；火電完成675.5249億kW時，同比增長18.23%。

3.3 風電消納能力分析

3.3.1 調峰平衡原則：（1）燃煤機組中，考慮燃煤機組調峰的煤耗特性、機組調節速度，然后逐一按照機組煤耗由大到小進行調峰（若系統負荷波動較大，從運行角度需要可根據各類機組爬坡能力考慮調峰順序）；（2）在豐水季水電盡可能帶基荷避免棄水調峰，在枯水季主要參與調峰；（3）各類機組調峰安排要考慮網絡的安全約束；（4）水電按不同電站（徑流、日/季/年調節）的調節性能確定調峰能力，抽水蓄能調峰性能200%，核電在正常情況下不參與系統調峰。現有火電機組調峰能力按照機組實際常規調峰能力考慮；（5）調峰平衡的備用容量按負荷備用4%、旋轉事故備用4%考慮；（6）平衡時按最大負荷日并參照最大峰谷差日的負荷率統籌考慮，平衡結果為本年度調峰最嚴重情況。

3.3.2 調峰平衡預測：（1）電網平均調峰裕度。由于電網各日負荷是不同的，這將造成各日的調峰裕度也是不同的。因此，需要考慮各日的調峰裕度對電網消納風電能力的影響，及負荷變化引起的調峰裕度變化，采用平均調峰裕度代替最大調峰裕度。平均調峰裕度一般根據最大負荷時的調峰裕度、月不均衡系數得到。電網的平均調峰裕度Pav調峰=P調峰×σ，月不均衡系數σ為月平均負荷與月內最大負荷日平均負荷的比值。電網調峰裕度P調峰為機組最小技術負荷與最小負荷的差值，而電網開機方式及容量由電網最大負荷決定。（2）調峰平衡預測。按照上述調峰平衡原則，對2016年、2020年江西電網進行調峰平衡。在調峰平衡時，對新增300MW及以上常規煤電機組調峰時最小出力率按50%考慮，調峰平衡結果如表1所示：

3.3.3 風電消納預測。風電消納能力的分析流程如圖1所示：

圖1 風電消納能力的分析流程

在圖1中，Kf為峰荷時安排的風電容量系數，在此取2.4%；Kg為風電的容量可信度，在此取21%。根據該分析方法，江西風電的消納能力預測如表2所示：

3.3.4 江西電網的風電發展目標分析。從以上計算分析可知，江西電網的風電消納水平主要受本地電網的調峰能力因素影響，在近期可主要側重于提高本地電網的調峰能力，在中遠期則要考慮借助區域交換功率調節來提高本地電網的調峰能力。

2016年基于江西本地電網的調峰能力，其風電消納水平為624萬kW，如果在運行中考慮棄風，則其消納水平可有所提高。2016年規劃的受電容量為244萬kW，如果考慮10%的受電功率參與本地調峰，則風電消納水平可提高至735萬kW。

預計2020年，伴隨經濟發展和用電負荷大幅提高，江西電網從外受電約1700萬kW，本地機組的調峰能力難以滿足江西電網的調峰需求，風電消納水平也受到很大制約，必須借助區域間交換功率調節來提升本地電網調峰能力，如果考慮20%的外來電力參與調峰，則對應的風電消納水平約為1030萬kW。

綜合來看，考慮外來電力參與本地調峰的因素，江西電網的風電發展目標應在本地電網消納能力基礎上適當超前，但不能超越電網的綜合消納水平。

4 結語

江西省風力資源較為豐富，且對當地能源結構調整和能源互補性產生較大收益，但江西地區電網風電消納能力有限。為促進江西省風力發電的合理發展，應積極探索跨省電力調峰平衡措施，以本地電網的消納能力為基礎，以外來電力的調峰參與為促進，追求風電與常規能源、主干電網的協調發展。

參考文獻

[1] 羅遠翔，楊仁剛，蔡國偉.大容量風電接入系統對網絡暫態能量的影響[J].電力系統及其自動化學報，2014，（1）.

[2] 王芝茗，蘇安龍，魯順.基于電力平衡的遼寧電網接納風電能力分析[J].電力系統自動化，2010，34（3）.

[3] 遲永寧，王偉勝，戴慧珠.大型風電場對電力系統暫態穩定性的影響[J].電力系統自動化，2006，30（5）.

[4] 孫元章，吳俊，李國杰.風力發電對電力系統的影響[J].電網技術，2007，（20）.

[5] 白鴻斌，王瑞紅.風電場并網對電網電能質量的影響分析[J].電力系統及其自動化學報，2012，24（1）.

作者簡介：朱文廣（1972—），男，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電網規劃、智能化規劃等；王偉（1989—），男，供職于國網江西省電力公司經濟技術研究院，碩士，研究方向：電網規劃、新能源消納等；程虹（1963—），女，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電力系統規劃設計等。

（責任編輯：周 瓊）

摘要：作為一種清潔可再生新能源，風電具有其特有的優勢，尤其在江西地區可作為傳統能源的有力補充。但是，隨著風力發電并網容量的增加，風力發電的合理消納成為了影響風電并網的主要制約因素。文章在分析江西省現有發電情況的基礎上，提出了江西省調峰平衡原則和風電消納能力的分析方法流程，并依據該原則和方法預測了江西省2016年和2020年在不同跨區調峰能力水平下的風電消納能力。

關鍵詞：新能源；風電；消納能力；調峰平衡；江西省 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2015）01-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0005

1 概述

隨著社會的發展，能源消耗不斷增加，生態環境日益惡化，人類生存壓力持續增大。在這樣的背景下，可再生能源的開發利用成為越來越多國家可持續發展戰略的重要部分。而江西電網地處華中電網的東南部，是一個典型的受端電網，其對新能源的消納能力受本地電網調峰能力限制明顯，伴隨本地受電水平提高，其對新能源的消納能力呈逐步下降趨勢。如何有效發展新能源，使得電力能源可持續發展，以促進經濟可持續發展，是江西電網必須面對的問題。

2 江西風電發展的必要性

（1）江西省一次能源資源匱乏，抓緊風電開發除了改善江西省的能源結構外，可一定程度緩解江西省能源短缺之急；（2）江西省風電和水電具有不同步發生規律，風力發電高峰處于秋季與冬季（9～次年3月），水利發電高峰期處于春季和夏季（4～8月），風電和水電具有季節性特性，可實現季節性互補；（3）風力發電是環保型可再生能源，它不僅改善電源結構，替代一部分火電容量，節約煤炭，減少污染，保護環境，而且可實現江西電力能源可持續發展戰略，以支持江西經濟持續發展戰略。

3 江西風電消納能力分析

3.1 電網概況

江西電網位于華中電網東南部，2013年通過3條500kV線路與華中主網相聯。江西電網由南昌等12個地區電網組成，目前500kV電網已經形成中部主框架環網，并且以主框架網為核心，向西延伸至萍鄉、向東延伸至上饒，向南延伸至贛南，向北延伸至九江。

3.2 發電現狀

2013年全網統調發電量完成711.987億kW時，同比增長15.86%。其中水電完成32.287億kW時，同比減少22.54%；風電完成4.1725億kW時，同比增長179.81%；光伏完成0.0024億kW時；火電完成675.5249億kW時，同比增長18.23%。

3.3 風電消納能力分析

3.3.1 調峰平衡原則：（1）燃煤機組中，考慮燃煤機組調峰的煤耗特性、機組調節速度，然后逐一按照機組煤耗由大到小進行調峰（若系統負荷波動較大，從運行角度需要可根據各類機組爬坡能力考慮調峰順序）；（2）在豐水季水電盡可能帶基荷避免棄水調峰，在枯水季主要參與調峰；（3）各類機組調峰安排要考慮網絡的安全約束；（4）水電按不同電站（徑流、日/季/年調節）的調節性能確定調峰能力，抽水蓄能調峰性能200%，核電在正常情況下不參與系統調峰。現有火電機組調峰能力按照機組實際常規調峰能力考慮；（5）調峰平衡的備用容量按負荷備用4%、旋轉事故備用4%考慮；（6）平衡時按最大負荷日并參照最大峰谷差日的負荷率統籌考慮，平衡結果為本年度調峰最嚴重情況。

3.3.2 調峰平衡預測：（1）電網平均調峰裕度。由于電網各日負荷是不同的，這將造成各日的調峰裕度也是不同的。因此，需要考慮各日的調峰裕度對電網消納風電能力的影響，及負荷變化引起的調峰裕度變化，采用平均調峰裕度代替最大調峰裕度。平均調峰裕度一般根據最大負荷時的調峰裕度、月不均衡系數得到。電網的平均調峰裕度Pav調峰=P調峰×σ，月不均衡系數σ為月平均負荷與月內最大負荷日平均負荷的比值。電網調峰裕度P調峰為機組最小技術負荷與最小負荷的差值，而電網開機方式及容量由電網最大負荷決定。（2）調峰平衡預測。按照上述調峰平衡原則，對2016年、2020年江西電網進行調峰平衡。在調峰平衡時，對新增300MW及以上常規煤電機組調峰時最小出力率按50%考慮，調峰平衡結果如表1所示：

3.3.3 風電消納預測。風電消納能力的分析流程如圖1所示：

圖1 風電消納能力的分析流程

在圖1中，Kf為峰荷時安排的風電容量系數，在此取2.4%；Kg為風電的容量可信度，在此取21%。根據該分析方法，江西風電的消納能力預測如表2所示：

3.3.4 江西電網的風電發展目標分析。從以上計算分析可知，江西電網的風電消納水平主要受本地電網的調峰能力因素影響，在近期可主要側重于提高本地電網的調峰能力，在中遠期則要考慮借助區域交換功率調節來提高本地電網的調峰能力。

2016年基于江西本地電網的調峰能力，其風電消納水平為624萬kW，如果在運行中考慮棄風，則其消納水平可有所提高。2016年規劃的受電容量為244萬kW，如果考慮10%的受電功率參與本地調峰，則風電消納水平可提高至735萬kW。

預計2020年，伴隨經濟發展和用電負荷大幅提高，江西電網從外受電約1700萬kW，本地機組的調峰能力難以滿足江西電網的調峰需求，風電消納水平也受到很大制約，必須借助區域間交換功率調節來提升本地電網調峰能力，如果考慮20%的外來電力參與調峰，則對應的風電消納水平約為1030萬kW。

綜合來看，考慮外來電力參與本地調峰的因素，江西電網的風電發展目標應在本地電網消納能力基礎上適當超前，但不能超越電網的綜合消納水平。

4 結語

江西省風力資源較為豐富，且對當地能源結構調整和能源互補性產生較大收益，但江西地區電網風電消納能力有限。為促進江西省風力發電的合理發展，應積極探索跨省電力調峰平衡措施，以本地電網的消納能力為基礎，以外來電力的調峰參與為促進，追求風電與常規能源、主干電網的協調發展。

參考文獻

[1] 羅遠翔，楊仁剛，蔡國偉.大容量風電接入系統對網絡暫態能量的影響[J].電力系統及其自動化學報，2014，（1）.

[2] 王芝茗，蘇安龍，魯順.基于電力平衡的遼寧電網接納風電能力分析[J].電力系統自動化，2010，34（3）.

[3] 遲永寧，王偉勝，戴慧珠.大型風電場對電力系統暫態穩定性的影響[J].電力系統自動化，2006，30（5）.

[4] 孫元章，吳俊，李國杰.風力發電對電力系統的影響[J].電網技術，2007，（20）.

[5] 白鴻斌，王瑞紅.風電場并網對電網電能質量的影響分析[J].電力系統及其自動化學報，2012，24（1）.

作者簡介：朱文廣（1972—），男，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電網規劃、智能化規劃等；王偉（1989—），男，供職于國網江西省電力公司經濟技術研究院，碩士，研究方向：電網規劃、新能源消納等；程虹（1963—），女，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電力系統規劃設計等。

（責任編輯：周 瓊）

摘要：作為一種清潔可再生新能源，風電具有其特有的優勢，尤其在江西地區可作為傳統能源的有力補充。但是，隨著風力發電并網容量的增加，風力發電的合理消納成為了影響風電并網的主要制約因素。文章在分析江西省現有發電情況的基礎上，提出了江西省調峰平衡原則和風電消納能力的分析方法流程，并依據該原則和方法預測了江西省2016年和2020年在不同跨區調峰能力水平下的風電消納能力。

關鍵詞：新能源；風電；消納能力；調峰平衡；江西省 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2015）01-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0005

1 概述

隨著社會的發展，能源消耗不斷增加，生態環境日益惡化，人類生存壓力持續增大。在這樣的背景下，可再生能源的開發利用成為越來越多國家可持續發展戰略的重要部分。而江西電網地處華中電網的東南部，是一個典型的受端電網，其對新能源的消納能力受本地電網調峰能力限制明顯，伴隨本地受電水平提高，其對新能源的消納能力呈逐步下降趨勢。如何有效發展新能源，使得電力能源可持續發展，以促進經濟可持續發展，是江西電網必須面對的問題。

2 江西風電發展的必要性

（1）江西省一次能源資源匱乏，抓緊風電開發除了改善江西省的能源結構外，可一定程度緩解江西省能源短缺之急；（2）江西省風電和水電具有不同步發生規律，風力發電高峰處于秋季與冬季（9～次年3月），水利發電高峰期處于春季和夏季（4～8月），風電和水電具有季節性特性，可實現季節性互補；（3）風力發電是環保型可再生能源，它不僅改善電源結構，替代一部分火電容量，節約煤炭，減少污染，保護環境，而且可實現江西電力能源可持續發展戰略，以支持江西經濟持續發展戰略。

3 江西風電消納能力分析

3.1 電網概況

江西電網位于華中電網東南部，2013年通過3條500kV線路與華中主網相聯。江西電網由南昌等12個地區電網組成，目前500kV電網已經形成中部主框架環網，并且以主框架網為核心，向西延伸至萍鄉、向東延伸至上饒，向南延伸至贛南，向北延伸至九江。

3.2 發電現狀

2013年全網統調發電量完成711.987億kW時，同比增長15.86%。其中水電完成32.287億kW時，同比減少22.54%；風電完成4.1725億kW時，同比增長179.81%；光伏完成0.0024億kW時；火電完成675.5249億kW時，同比增長18.23%。

3.3 風電消納能力分析

3.3.1 調峰平衡原則：（1）燃煤機組中，考慮燃煤機組調峰的煤耗特性、機組調節速度，然后逐一按照機組煤耗由大到小進行調峰（若系統負荷波動較大，從運行角度需要可根據各類機組爬坡能力考慮調峰順序）；（2）在豐水季水電盡可能帶基荷避免棄水調峰，在枯水季主要參與調峰；（3）各類機組調峰安排要考慮網絡的安全約束；（4）水電按不同電站（徑流、日/季/年調節）的調節性能確定調峰能力，抽水蓄能調峰性能200%，核電在正常情況下不參與系統調峰。現有火電機組調峰能力按照機組實際常規調峰能力考慮；（5）調峰平衡的備用容量按負荷備用4%、旋轉事故備用4%考慮；（6）平衡時按最大負荷日并參照最大峰谷差日的負荷率統籌考慮，平衡結果為本年度調峰最嚴重情況。

3.3.2 調峰平衡預測：（1）電網平均調峰裕度。由于電網各日負荷是不同的，這將造成各日的調峰裕度也是不同的。因此，需要考慮各日的調峰裕度對電網消納風電能力的影響，及負荷變化引起的調峰裕度變化，采用平均調峰裕度代替最大調峰裕度。平均調峰裕度一般根據最大負荷時的調峰裕度、月不均衡系數得到。電網的平均調峰裕度Pav調峰=P調峰×σ，月不均衡系數σ為月平均負荷與月內最大負荷日平均負荷的比值。電網調峰裕度P調峰為機組最小技術負荷與最小負荷的差值，而電網開機方式及容量由電網最大負荷決定。（2）調峰平衡預測。按照上述調峰平衡原則，對2016年、2020年江西電網進行調峰平衡。在調峰平衡時，對新增300MW及以上常規煤電機組調峰時最小出力率按50%考慮，調峰平衡結果如表1所示：

3.3.3 風電消納預測。風電消納能力的分析流程如圖1所示：

圖1 風電消納能力的分析流程

在圖1中，Kf為峰荷時安排的風電容量系數，在此取2.4%；Kg為風電的容量可信度，在此取21%。根據該分析方法，江西風電的消納能力預測如表2所示：

3.3.4 江西電網的風電發展目標分析。從以上計算分析可知，江西電網的風電消納水平主要受本地電網的調峰能力因素影響，在近期可主要側重于提高本地電網的調峰能力，在中遠期則要考慮借助區域交換功率調節來提高本地電網的調峰能力。

2016年基于江西本地電網的調峰能力，其風電消納水平為624萬kW，如果在運行中考慮棄風，則其消納水平可有所提高。2016年規劃的受電容量為244萬kW，如果考慮10%的受電功率參與本地調峰，則風電消納水平可提高至735萬kW。

預計2020年，伴隨經濟發展和用電負荷大幅提高，江西電網從外受電約1700萬kW，本地機組的調峰能力難以滿足江西電網的調峰需求，風電消納水平也受到很大制約，必須借助區域間交換功率調節來提升本地電網調峰能力，如果考慮20%的外來電力參與調峰，則對應的風電消納水平約為1030萬kW。

綜合來看，考慮外來電力參與本地調峰的因素，江西電網的風電發展目標應在本地電網消納能力基礎上適當超前，但不能超越電網的綜合消納水平。

4 結語

江西省風力資源較為豐富，且對當地能源結構調整和能源互補性產生較大收益，但江西地區電網風電消納能力有限。為促進江西省風力發電的合理發展，應積極探索跨省電力調峰平衡措施，以本地電網的消納能力為基礎，以外來電力的調峰參與為促進，追求風電與常規能源、主干電網的協調發展。

參考文獻

[1] 羅遠翔，楊仁剛，蔡國偉.大容量風電接入系統對網絡暫態能量的影響[J].電力系統及其自動化學報，2014，（1）.

[2] 王芝茗，蘇安龍，魯順.基于電力平衡的遼寧電網接納風電能力分析[J].電力系統自動化，2010，34（3）.

[3] 遲永寧，王偉勝，戴慧珠.大型風電場對電力系統暫態穩定性的影響[J].電力系統自動化，2006，30（5）.

[4] 孫元章，吳俊，李國杰.風力發電對電力系統的影響[J].電網技術，2007，（20）.

[5] 白鴻斌，王瑞紅.風電場并網對電網電能質量的影響分析[J].電力系統及其自動化學報，2012，24（1）.

作者簡介：朱文廣（1972—），男，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電網規劃、智能化規劃等；王偉（1989—），男，供職于國網江西省電力公司經濟技術研究院，碩士，研究方向：電網規劃、新能源消納等；程虹（1963—），女，國網江西省電力公司經濟技術研究院高級工程師，研究方向：電力系統規劃設計等。

（責任編輯：周 瓊）