1）火電機組調峰能力整體增加20%,東北電網提高新能源消納12.1TW•h,西北提高14.9TW•h;東北電網建設抽水蓄能電站4.1GW,可提高新能源消納3.4TW•h。

2）建設跨區外送通道,東北電網提高新能源消納7.3TW•h,西北提高新能源消納29.4TW•h。

3）電動汽車參與負荷調節,東北提高新能源消納5TW•h,西北提高4.0TW•h;通過電能替代,東北電網提高新能源消納9.5TW•h,西北提高7.0TW•h;引入需求側響應機制,東北電網提高新能源消納4.4TW•h,西北提高3.3TW•h。

以上模擬結果反映了單項措施的實施效果及有效性。針對2020年度預計的新能源消納場景,如果綜合采用上述消納措施,模擬表明,2020年,東北電網可實現新能源發電94.3TW•h、棄風、棄光1.6TW•h、棄風、棄光率為1.7%;西北電網可實現新能源發電223.5TW•h、棄風、棄光21.0TW•h、棄風、棄光率為8.6%。我國棄風、棄光問題得到有效緩解。

5 結論

我國新能源以集中式開發為主,主要布局在西部北部地區,本地市場消納空間有限,靈活調峰電源、火電調峰能力均嚴重不足,電網跨區輸送能力不夠,市場機制尚不完善,是造成當前新能源消納矛盾的主要原因。要破解新能源發展難題,需要從電源、電網、用戶、市場等多個環節入手,多措并舉、綜合施策。

在電源側要加強調峰能力建設,提高抽蓄、燃機等靈活調節電源比例,推動火電機組調峰能力改造,提高供熱機組調峰深度。在電網側要加快跨區跨省通道建設,擴大新能源配置范圍,統籌發揮大電網配置及平衡能力。在用戶側要推進電能替代,加快微電網、儲能、“互聯網+”智慧能源等技術攻關,用市場辦法引導用戶參與調峰調頻、主動響應新能源出力變化。在體制機制方面,要完善火電調峰補償機制,加快構建全國統一電力市場,建立有利于打破省間壁壘、促進清潔能源跨區跨省消納的電價機制和新能源配額制度。

新能源消納措施生產模擬表明,上述措施實施后,能夠有效提高我國新能源的消納水平,緩解當前嚴重棄風、棄光問題,推動我國新能源持續健康發展。

參考文獻

[1] 舒印彪,張文亮,周孝信,等.特高壓同步電網安全性評估[J].中國電機工程學報,2007,27(34):1-6.

[2] 劉振亞,張啟平.國家電網發展模式研究[J].中國電機工程學報,2013,33(7):1-10.

[3] 劉振亞,張啟平,董存,等.通過特高壓直流實現大型能源基地風、光、火電力大規模高效率安全外送研究[J].中國電機工程學報,2014,34(16):2513-2522.

[4] 舒印彪,湯涌,孫華東.電力系統安全穩定標準研究[J].中國電機工程學報,2013,33(25):1-8.

[5] Huang Daochun,Shu Yinbiao,Ruan Jiangjun,et al.Ultra high voltage transmission in China:developments,current status and future prospects[J].Proceedings of the IEEE,2009,97(3):555-583.

[6] 周孝信,陳樹勇,魯宗相.電網和電網技術發展的回顧與展望——試論三代電網[J].中國電機工程學報,2013,33(22):1-11.

[7] 薛禹勝,雷興,薛峰,等.關于風電不確定性對電力系統影響的評述[J].中國電機工程學報,2014,34(29):5029-5040.

[8] 穆鋼,崔楊,嚴干貴.確定風電場群功率匯聚外送輸電容量的靜態綜合優化方法[J].中國電機工程學報,2011,31(1):15-19.

[9] 劉吉臻,曾德良,田亮,等.新能源電力消納與燃煤電廠彈性運行控制策略[J].中國電機工程學報,2015,35(21):5385-5394.

[10] 余貽鑫,王靖然,呂曉陽.基于安全性價值的含大風電的電力系統擴展規劃[J].中國科學:技術科學,2012,42(7):815-829.

[11] 王錫凡,衛曉輝,寧聯輝,等.海上風電并網與輸送方案比較[J].中國電機工程學報,2014,34(31):5459-5466.

[12] 袁小明,程時杰,文勁宇.儲能技術在解決大規模風電并網問題中的應用前景分析[J].電力系統自動化,2013,37(1):14-18.

[13] 項頂,胡澤春,宋永華,等.通過電動汽車與電網互動減少棄風的商業模式與日前優化調度策略[J].中國電機工程學報,2015,35(24):6293-6303.

[14] 董存,李明節,范高鋒,等.基于時序生產模擬的新能源年度消納能力計算方法及其應用[J].中國電力,2015,48(12):166-172.

[15] 劉德偉,郭劍波,黃越輝,等.基于風電功率概率預測和運行風險約束的含風電場電力系統動態經濟調度[J].中國電機工程學報,2013,33(16):9-15.