相反,呈現出冬春季大、夏秋季小的特點。下面兩張圖是該區域兩個氣象站近30 年平均每月風速分布圖,很明顯,6 月~ 10 月風速較小,11 月~次年4 月風速較大。可以設想,如果安裝足夠的風電機組,加上水庫的儲能調節,就可能在冬春季主要依靠風力發電供電,解決冬季水電少發時的均衡供電問題。
(二)水庫的儲能調節作用
風能資源冬春季雖然豐富,但也會有風小與無風的情況,這時就需要水庫中存儲的水能予以調節。目前在建與規劃的水電站,多數帶有調節水庫,具有很好的調節能力。僅以在建的6 座水電站為例, 其裝機為81.5萬千瓦,水庫可調節庫容為22.14 億立方米。從理論上講,必要時這81.5萬千瓦的裝機都可以參與調峰,實際上至少其中一部分能夠參與調峰。按照各電站的裝機參數與調節庫容分別計算,可以得出6 座電站的儲能數量約為4.246 億千瓦時, 詳見附表6。由于冬季主要依靠風電,水電只需解決在無風與風小時段的供電,所以僅僅需要其中的小部分儲能參與調節,就可以解決冬季均衡供電問題。
三、互補系統構建的具體設想
根據A 地的水能風能資源以及用電負荷情況,可以構想以下的互補系統運作方式:
(一)從電力平衡考慮
在夏秋半年,以水電為主、風電為輔給電網供電。由于水量充沛,當風電不發或少發時,水電完全有能力進行調節。以2013 年數據為例:當年地區最大負荷為48.5 萬千瓦,屆時建成投運的水電裝機為81.5 萬千瓦,已經可以滿足最大負荷需求,還有近50萬千瓦的風電,更可以充分保證夏季供電。互補作用主要體現在水電可根據負荷與風電變化情況調整出力,從而變化出庫流量。這與調水要求可能發生矛盾,但只要能保證在整個調水期內完成所需的調水量,應該是可以兼顧的。到2020 年,地區最大負荷將增加到136.8 萬千瓦,屆時規劃水電站將全部投產,出力可以達到210萬千瓦,足以滿足當地最大負荷,并可以將多余電力送入新疆電網。
在冬季時節,如果能安裝足夠多的風電機組,就能夠實現以風電為主、水電參與調節方式進行供電。當風電多發時,水電少發以儲水蓄能。風電停發或少發時,水電增加出力滿足負荷需求。由于冬季為多風季節,所以需要的調節水量不會太多,占全部調節庫容的比例不大。仍以2013 年情況為例:冬季最大負荷也按48.5 萬千瓦核算,屆時已建成水電站保證出力為11.1 萬千瓦,現有煤電出力2.5 萬千瓦,尚有缺口34.9 萬千瓦。目前已建與在建風電已有40 萬千瓦,在風電滿發或接近滿發時,將可以滿足用電負荷需求。而在風電少發時,需要水電加大出力,屆時水電站裝機已達81.5萬千瓦,足以滿足填補負荷高峰時缺口容量需要。到2020 年,地區最大負荷增加到136.8 萬千瓦,風電裝機將達到100 萬千瓦,水電站出力可以達到210 萬千瓦,仍然足以滿足最大負荷要求。同時,需要時,風電裝機還可以增加,以加大冬春季供電能力。
(二)從電量平衡考慮