李常信，宋穎巍，張明理，史 喆，商文穎

從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)層面提高遼寧電網(wǎng)新能源接納能力研究

李常信，宋穎巍，張明理，史 喆，商文穎

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，遼寧 沈陽 110015）

介紹了遼寧地區(qū)新能源現(xiàn)狀及其接納存在的主要問題，遼寧地區(qū)新能源分布及規(guī)劃情況。從戰(zhàn)略層面分析了提高遼寧電網(wǎng)新能源接納能力的措施，從狹義和廣義的角度分析新能源送出和新能源消納。結(jié)合國家電網(wǎng)公司“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃、遼寧省“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃、遼寧省“十三五”能源規(guī)劃，從戰(zhàn)術(shù)層面給出提高遼寧新能源接納能力的措施；綜合全局，給出一些建議。

戰(zhàn)略；戰(zhàn)術(shù)；接納能力；網(wǎng)架約束；調(diào)峰

1 遼寧地區(qū)新能源現(xiàn)狀及其接納存在的主要問題

1.1 新能源現(xiàn)狀

截止2014年底，遼寧省核電裝機容量達到2 000 MW，占總裝機容量的4.77%，風電裝機容量達到6 083.86 MW，占總裝機容量的14.51%，光伏電站裝機容量達到69.914 MW，占總裝機容量的0.17%。

1.2 新能源接納存在的主要問題

a.新能源密集地區(qū)網(wǎng)架送出能力受限

電力體制改革已把電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃分屬不同的單位，電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃之間缺乏協(xié)調(diào)，這就造成電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不匹配，電網(wǎng)的建設(shè)周期要遠大于電源尤其是風電等新能源的建設(shè)周期，這最終導致部分新能源發(fā)展較為快速的地區(qū)由于網(wǎng)架約束送不出去。

b.電網(wǎng)調(diào)峰［1-2］比較困難限制新能源接納能力

由于遼寧地區(qū)2014年用電負荷增長緩慢，省調(diào)直調(diào)供熱機組容量大幅增加，冬季低谷負荷期間，省調(diào)機組最小發(fā)電出力已大于用電負荷，電網(wǎng)調(diào)峰問題十分突出，核電機組被迫降出力或者停機備用參與電網(wǎng)調(diào)峰，部分地區(qū)被迫棄風，造成新能源浪費。

2 遼寧地區(qū)新能源分布、送出受限及規(guī)劃情況

2.1 新能源分布情況

遼寧省是我國風能、太陽能資源比較豐富的省份。全省常年多風、日照較多，極具開發(fā)利用價值。其中，遼北地區(qū)處于我國“三北”風帶上，南部2 000余km的海岸屬我國東部沿海風帶，遼西和沿海地區(qū)太陽能輻射量較大，東部山區(qū)輻射量較小。遼寧省53個氣象站累年（1971～2000年）風速分布如圖1所示（單位：m／s），遼寧省有效風力小時數(shù)分布如圖2所示（單位：h），遼寧省日照小時數(shù)分布如圖3所示（單位：h），遼寧省日照總輻射量分布如圖4所示（單位：MJ／m2）。

由于核電本身的技術(shù)特點，核電多建設(shè)在沿海人煙較少的地方。

遼寧已投產(chǎn)新能源分布情況如圖5所示。

2.2 新能源受限情況

a.因網(wǎng)架原因受限

圖1 遼寧地區(qū)風速分布情況

圖2 遼寧地區(qū)有效風力小時數(shù)分布情況

圖3 遼寧地區(qū)日照小時數(shù)分布情況

圖4 遼寧地區(qū)日照總輻射量分布情況

圖5 遼寧已投產(chǎn)新能源分布情況

遼寧北部的阜新彰武、沈陽法庫以及鐵嶺調(diào)兵山地區(qū)電源送出能力不足，在大風日，為防止線路過載，仍然采取限制風電出力的措施。受一次網(wǎng)架制約，遼寧地區(qū)僅2011年累計限制風電電量達到1.94億kWh。

b.因調(diào)峰原因受限

2015年紅沿河核電3臺機組如同時并網(wǎng)運行，非供暖期電網(wǎng)調(diào)峰勉強通過，但是需要大量棄風。遼寧2015年分月低谷棄風情況預(yù)測如表1所示（負號表示棄風）。供熱初期、末期存在調(diào)峰缺口，中期調(diào)峰缺口將進一步加大。全年低谷時段大規(guī)模棄風問題將成為常態(tài)。

2.3 新能源規(guī)劃情況

根據(jù)遼寧省“十三五”電網(wǎng)規(guī)劃，遼寧地區(qū)新能源裝機規(guī)劃情況如表2所示。截止2014年底，遼寧地區(qū)已在大連投產(chǎn)200萬kW的核電機組，規(guī)劃2020年投產(chǎn)葫蘆島徐大堡核電125萬kW機組，2025年再投產(chǎn)徐大堡核電125萬kW機組，2030年再投產(chǎn)徐大堡核電250萬kW機組。

表1 遼寧2015年棄風預(yù)測情況萬kW

表2 遼寧省新能源規(guī)劃情況kW

3 遼寧負荷預(yù)測情況

3.1 用電量需求預(yù)測

綜合采用3種以上負荷預(yù)測方法并參考專家意見，預(yù)計遼寧省2020年、2025年、2030年全社會用電量將分別達到3 000億kWh、3 615億kWh、4 291億kWh，分別年均增長6.4%、3.8%、3.5%。

3.2 最大負荷預(yù)測

利用已預(yù)測出的全社會用電量，參考最大負荷小時數(shù)，并結(jié)合相關(guān)因素，預(yù)測全社會最大負荷，預(yù)計遼寧省2020年、2025年、2030年最大負荷將分別達到4 940萬kW、6 140萬kW、7 330萬kW，分別年均增長6.6%、4.4%、3.6%。

4 從戰(zhàn)略層面提高新能源接納能力

新能源接納從戰(zhàn)略層面包含新能源送出和新能源消納兩個方面，實現(xiàn)新能源省區(qū)內(nèi)全部送出是實現(xiàn)新能源全部消納的基本前提，實現(xiàn)能源跨區(qū)無障礙送出是實現(xiàn)新能源全部消納的戰(zhàn)略保障。

4.1 新能源送出

新能源送出包含狹義的區(qū)域內(nèi)送出和廣義的跨區(qū)送出兩個方面。區(qū)域內(nèi)送出并不必然等于跨區(qū)送出，跨區(qū)送出會更有利于解決區(qū)域內(nèi)送出問題。解決區(qū)域內(nèi)送出問題可以利用完善現(xiàn)有電壓等級電網(wǎng)實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)新能源消納，也可以升級新能源地區(qū)電壓等級，匯集新能源和常規(guī)能源實現(xiàn)跨區(qū)新能源消納。在窩電的東北地區(qū)，升級新能源地區(qū)電壓等級，匯集新能源和常規(guī)能源實現(xiàn)跨區(qū)新能源消納由于其具有遠期戰(zhàn)略價值更是優(yōu)勢策略選擇。對于新能源裝機規(guī)模不大的地區(qū)，可以經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，選擇完善現(xiàn)有電壓等級電網(wǎng)實現(xiàn)新能源區(qū)域內(nèi)送出。

4.2 新能源消納

新能源消納包含狹義的區(qū)域內(nèi)消納和廣義的跨區(qū)消納兩個方面。如果新能源所在地區(qū)電源結(jié)構(gòu)合理、電源和負荷的匹配能力合理、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理，新能源就可以實現(xiàn)本地區(qū)就地消納；而遼寧所處的東北地區(qū)，截止2014年底，全社會最大負荷在6 000萬kW左右，電源裝機接近12 000萬kW，“窩電”問題突出。隨著大型煤電、風電基地開發(fā)及核電機組的陸續(xù)投產(chǎn)，“十三五”期間東北地區(qū)仍將延續(xù)電力富裕形勢，2020年東北地區(qū)整體富余電力在1 800萬kW左右；遼寧本地區(qū)電源結(jié)構(gòu)熱電機組比重大，水電裝機少，低谷調(diào)峰的困難制約風電及核電等新能源的發(fā)展空間；諸多原因造成了遼寧本地區(qū)新能源無法實現(xiàn)本地區(qū)全部消納，只能跨區(qū)送出實現(xiàn)新能源完全消納。

5 從戰(zhàn)術(shù)層面提高新能源接納能力研究

5.1 升級新能源規(guī)模較大地區(qū)電網(wǎng)電壓等級

規(guī)劃2016年投產(chǎn)的阜新500 kV輸變電工程、2020年投產(chǎn)的鐵嶺鐵北500 kV輸變電工程不僅可以梳理本地區(qū)220 kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)新能源區(qū)域內(nèi)送出，還可以捆綁當?shù)馗辉３Ｒ?guī)能源以更低損耗、更大范圍的方式實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

5.2 完善現(xiàn)有跨區(qū)輸電通道可靠性

現(xiàn)在東北地區(qū)和華北地區(qū)輸電通道僅有高嶺背靠背一個通道［3］，輸電能力僅有300萬kW，東北地區(qū)連接高嶺背靠背東北側(cè)的輸電通道只有高沙雙回線1個通道。2015年3月27號，遼寧省500 kV高沙一、二線由于山火造成相繼故障停運，導致綏中電廠3、4號機組解列，高嶺換流站4個單元閉鎖，影響東北向華北送電，給電網(wǎng)安全帶來較大威脅。

規(guī)劃2018年投產(chǎn)的葫蘆島寬邦500 kV輸變電工程將給高嶺背靠背東北側(cè)提供另1個輸電通道，提高東北向華北送電的可靠性。

5.3 升級跨區(qū)輸電網(wǎng)電壓等級

2018年規(guī)劃建設(shè)“特高壓西部輸電通道”，即蒙東巴彥托?！髴c西—白城—扎魯特—錦州特高壓交流輸變電工程，并建設(shè)扎魯特—河南駐馬店800 kV特高壓直流工程，匯集東北多余火電、風電、核電，送入“三華”電網(wǎng)，遼寧建設(shè)錦州特高壓變電站；2020年規(guī)劃建設(shè)“東部特高壓輸電通道”，即哈爾濱東—長春東—沈陽東—營口特高壓交流輸變電工程，以及大慶西—哈爾濱東、扎魯特—沈陽東特高壓交流輸變電工程，建設(shè)巴彥托海—山東青州±800 kV特高壓直流工程。

與東北特高壓［4］輸變電工程相配套，規(guī)劃2018年投產(chǎn)錦州特高壓變電站500 kV配套工程、2020年投產(chǎn)沈陽東特高壓變電站500 kV配套工程、2020年投產(chǎn)營口特高壓變電站500 kV配套工程，實現(xiàn)東北特高壓與遼寧500 kV主干網(wǎng)相銜接，實現(xiàn)遼寧多電“送的出”、缺電“進的來”，大大提高遼寧電網(wǎng)事故情況下的區(qū)內(nèi)電力互供調(diào)劑和電源優(yōu)化調(diào)配能力，增強電網(wǎng)抵御重大自然災(zāi)害能力，同時也大大增強遼寧電網(wǎng)新能源接納能力。

5.4 大力加強抽水蓄能［5-6］機組建設(shè)，優(yōu)化遼寧地區(qū)電源結(jié)構(gòu)

規(guī)劃2025年投產(chǎn)的撫順清原180萬kW抽水蓄能機組、2030年投產(chǎn)的本溪桓仁140萬kW抽水蓄能機組、2030年投產(chǎn)的葫蘆島興城120萬kW抽水蓄能機組、2030年投產(chǎn)的大連莊河80萬kW抽水蓄能機組將顯著改善遼寧地區(qū)的電源結(jié)構(gòu)，縮小峰谷差，顯著提高遼寧地區(qū)新能源接納能力，減少棄風、棄核等現(xiàn)象發(fā)生。

5.5 加大用戶側(cè)儲能研究力度，推廣用戶側(cè)儲能裝置

建議國家加大力度研究用戶側(cè)大規(guī)模儲能裝置，使用峰谷電價、財政補貼等具有高杠桿價值作用的措施，鼓勵削峰填谷用電，與優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，促進新能源接納能力得到提升。

6 建議

a.將提升新能源送出能力的特高壓納入國家能源發(fā)展規(guī)劃。將遼寧特高壓發(fā)展規(guī)劃納入國家能源發(fā)展規(guī)劃，推動遼寧電力外送通道的規(guī)劃與建設(shè)，為“十三五”特高壓落地遼寧奠定基礎(chǔ)，促進新能源區(qū)域內(nèi)消納向跨區(qū)消納轉(zhuǎn)變。

b.將有利于新能源送出的省內(nèi)電網(wǎng)工程納入遼寧能源規(guī)劃及地方經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃。進一步發(fā)揮政府在電網(wǎng)建設(shè)中的主導作用，做好變電站站址及線路走廊的規(guī)劃預(yù)留及保護，為電網(wǎng)建設(shè)提供良好環(huán)境。

c.做好應(yīng)急調(diào)峰措施的落實工作。按照東北能監(jiān)局印發(fā)的《東北區(qū)域火電廠最小運行方式（2014）》文件，嚴格執(zhí)行文件核定的火電機組停機、熱網(wǎng)尖峰備用鍋爐可替代供熱的減出力調(diào)峰措施，結(jié)合供暖期各地區(qū)實際供熱情況，必要時對火電機組的最小方式進行適度調(diào)整，確保特殊情況下電網(wǎng)調(diào)峰安全。

［1］ 葉 鵬，馬曉東，朱 鈺，等.核電機組參與電網(wǎng)聯(lián)合調(diào)峰策略研究綜述［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（9）：55-59.

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Research on Improving New Energy Receptiveness of Liaoning Grid in Strategic and Tactical

LIChang?xin，SONG Ying?wei，ZHANG Ming?li，SHIZhe，SHANGWen?ying
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China）

This paper introduces the present situation of new energy and themain problems of new energy receptiveness of Liaoning. The distribution of new energy and plan situation of Liaoning are analyzed.New energy to send and acceptance in a narrow sense and a broadest sense are analyzed.Themeasureswhich adds the ability to accepting new energy from tactical level are proposed through com?bining the 13th five?year power plan of State Grid，the 13th five?year power plan of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.and the 13th five?year energy plan of Liaoning and some suggestions are given throughout the whole.

Strategic；Tactical；Receptiveness；Grid constraint；Peak regulation

F426.61

A

1004-7913（2015）07-0015-04

李常信（1982—），男，碩士，工程師，主要從事電網(wǎng)規(guī)劃工作。

2015-04-10）