計及多能互補系統出力特性的分散式風電規劃

陳正華，曹葉章，鄧 杰，陳 浩

（國網揚州供電公司，江蘇 揚州 225009）

0 引 言

分散式風電是指所產生電力可自用，也可上網且在配電系統平衡調節的風電，其出發點是把分散的風能資源利用起來，對于解決遠距離輸電帶來的能源損耗問題具有重大意義[1-2]。

2011年11月，國家能源局下發《分散式接入風電項目開發建設指導意見》，對分散式風電項目的接入條件、分散式風電項目選址、前期工作與核準以及接入系統技術要求與運行管理等提出了指導性意見。2018年4月，國家能源局頒發了《分散式風電項目開發建設暫行管理辦法》，文件明確指出要鼓勵推行分散式風電發展。

為積極策應能源變革的落地實踐，推進分散式風電的有序發展，本文提出分散式風電可增裝機評估方法（IICEM），將分散式風電規劃問題量化，使規劃與實際電網相適應，保證電網的安全穩定運行[3]。

1 基于IICEM的分散式風電規劃

1.1 分散式風電規劃原則

根據國家能源局文件《分散式風電項目開發建設暫行管理辦法》，分散式風電規劃原則主要包含以下四個方面[4]。

（1）電壓等級。分散式風電接入電壓等級為110 kV及以下。

（2）接入方案。對于以35 kV及以下電壓等級接入分散式風電，其接入方案優先考慮T接或π接。

（3）裝機容量。在一個并網點接入的風電容量上限以不影響電網安全運行為前提，統籌考慮各電壓等級的接入總容量。

（4）消納要求。分散式風電應在110 kV及以下電壓等級內消納，不向110 kV的上一級電壓等級電網反送電。

1.2 計及多能互補系統耦合特性的IICEM基本理論

根據章節1.1所述的規劃原則，本文采用IICEM作為分散式風電規劃的量化指標。地區電網主要由220 kV主網和110 kV及以下的配網構成。因此，對于分散式風電的規劃分為220 kV變電站和110 kV及以下變電站兩種場景，各場景下潮流流向如圖1所示。

對于220 kV變電站，其電源出力不應超過最低負荷，即IIC指標為最低負荷與電源出力的差值[5-6]。

對于110 kV及以下電壓等級變電站，其IIC指標為其最低負荷和電源出力差值與上級主供變電站IIC指標二者間的最大值。

1.3 基于IICEM的地區電網分散式風電規劃方法

1.3.1 220 kV變電站主變中/低壓側的IIC指標

220 kV變電站主變中低壓側分散式風電IIC指標主要由該變電站中低壓側負荷決定，受接入中低壓側的常規電源及新能源影響，計算公式為：

其中，P220為220 kV變電站主變中/低壓側IIC指標；PL2、PG2、PS2、PW2分別為中低壓側負荷、常規電源裝機、光伏裝機及風電裝機；a、b、c、d分別為負荷系數、常規電源出力系數、光伏及風電出力系數。

圖1 分散式風電規劃各場景下潮流流向示意圖

1.3.2 35/110 kV變電站主變的IIC指標

考慮到分散式風電需在110 kV及以下電壓等級消納，故35/110 kV變電站高壓側分散式風電IIC指標取該變電站低谷總負荷和電源出力差值與上級主供變電站中/低壓側分散式風電IIC指標的最大值。計算公式為：

其中，P35/110H*為35/110 kV變電站主變高壓側可增裝機規模；PLH1、PGH1、PSH1、PWH1分別為該變電站負荷、常規電源裝機、光伏裝機和風電裝機；Pmain為上級主供變電站中/低壓側分散式風電IIC指標。

需注意，線路倒送潮流不超過線路額定容量的80%，即：

其中，P35/110H為35/110 kV變電站高壓側IIC指標；SL為35/110 kV變電站主供線路額定容量。

2 多能互補系統的出力特性分析

2.1 夏季高峰負荷新能源出力

分析風電光伏夏季高峰出力情況，7月高郵風電最大出力系數99%；光伏最大出力系數95%。光伏與風電出力最大值相對分散，在2018年7月22日11:00光伏與風電最大負荷有所重疊，疊加可占兩者容量的92%。

2.2 冬季低谷負荷新能源出力

分析風電和光伏冬季低谷負荷出力情況，2月份高郵風電最大出力系數100%；寶應光伏最大出力系數94%。光伏與風電出力最大值相對分散，在2018年2月5日13:00光伏與風電最大負荷有所重疊，疊加占兩者容量的68%。

3 算例分析

以揚州電網部分220 kV、110 kV變電站為例，計算其分散式風電IIC指標，如表1、表2所示。

表1 220 kV變電站IIC指標

表2 110kV變電站IIC指標

4 結 論

本文計及風電光伏多能互補系統的耦合特性進行分散式風電規劃，運用分散式風電可增裝機評估方法（IICEM），量化可接入容量指標，細化分散式風電規劃布局，有利于實現電網與新能源的可持續發展。