山西电网消纳风电能力的计算分析
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计算和评价电网消纳新能源能力的方法研究
计算和评价电网消纳新能源能力的方法研究准确衡量电网消纳新能源的能力是进行新能源规划、电网运行方式和调度计划安排的基础。
本文在总结现有的评价电网消纳新能源能力方法的基础上，提出了一种分析计算电网消纳新能源能力的新方法。
该方法是以电网年内消纳的新能源发电量作为评价指标，且该发电量是根据全年365天的开机平衡、逐小时的电力电量平衡及合理安排抽水蓄能运行方式计算的。
根据该方法计算的电网年内消纳的新能源发电量的变化情况，可以确定新能源发电装机的合理规模。
该方法与常规方法相比，能够大幅度地提高计算电网消纳新能源数量的准确性。
该方法对准确评价电网消纳新能源电量的能力及制定新能源发电规划具有指导意义。
标签：新能源；消纳能力；开机平衡；发电量引言大规模新能源的开发和利用一直是世界各国普遍关注的焦点。
当新能源发电装机规模较小时，电力系统能够充分消纳新能源的并网电量；而当新能源发电装机达到一定规模后，由于部分新能源电站出力具有间歇性、波动性等特点，能否完全被消纳取决于电力系统的电源结构、电网状况、负荷特性等客观条件。
如果电网内新能源发电装机容量超越这些客观条件，将导致电网运行困难，且出现新能源发电量不被电网消纳的情况；如果新能源电站装机过小，又不能充分利用新能源。
因此，必须正确评估电网对新能源发电量的消纳能力，指导新能源电站的规划和建设，取得经济效益、环保效益和社会效益的统一。
在评估电网消纳新能源的能力时，目前国内采用的常规方法，是以设计水平年或典型季节的电网典型日的负荷及峰谷差为边界条件计算电网的调峰裕度；进一步根据典型日新能源电站增大峰谷差的值占新能源电站装机容量的比例系数，确定电网可接纳新能源发电的装机容量。
常规方法较为粗放，且不合理，主要体现在两个方面：首先，从电网调峰裕度看，即使相同的开机方式，每日的调峰裕度也是不同的，且每日新能源增大峰谷差的值占新能源装机容量的比例系数也不同。
以典型日的负荷及峰谷差为边界条件将造成计算结果误差颇大；其次，开发新能源，特别是风电和太阳能，主要目的是获得电量效益，减少化石燃料的消耗量，提高环保效益，而常规方法并不能得出电网一年内消纳新能源发电量的准确数量。
风电消纳关键问题及应对措施分析
风电消纳关键问题及应对措施分析随着可再生能源的不断发展，风电作为其中重要的组成部分，受到了越来越多的关注和重视。
随着风电装机规模的不断扩大，风电消纳问题也日益凸显出来，成为制约风电发展的关键问题之一。
本文将从风电消纳的关键问题及应对措施进行分析，希望能够为解决这一问题提供一些思路和方法。
一、风电消纳的关键问题1. 电网接纳能力不足风电消纳的一个关键问题就是电网接纳能力不足。
随着风电的装机容量不断增加，部分地区的电网可能无法及时、稳定地接纳风电的并网发电。
这不仅会影响风电的发电效率，也会对电网的稳定运行造成一定的影响。
2. 风电功率波动大受气候和地理环境等因素的影响，风能资源的不稳定性导致了风电的功率波动较大。
这种功率波动会给电网调度和运行带来一定的困难，尤其是在风电装机规模较大的地区。
3. 风电与传统能源协调问题风电与传统能源（如煤电、水电等）之间的协调问题也是风电消纳的一个关键问题。
由于风电的不稳定性，与传统能源的协调运行需要一定的技术手段和成本支持，而这也是一个需要解决的难题。
二、风电消纳的应对措施1. 提高电网接纳能力针对电网接纳能力不足的问题，可以通过升级和改造电网设施、提高输电能力等措施来提高电网对风电的接纳能力。
还可以采用智能化的电网调度设备，实现对风电的灵活、高效调度。
2. 增加风电的储能装置为了应对风电功率波动大的问题，可以增加风电的储能装置，如风能储氢、风能储热等技术手段，以便在风电发电波动较大时进行能量的调峰和调峰，提高风电的发电稳定性。
3. 加强风电与传统能源的协调运行针对风电与传统能源的协调问题，可以通过建立风电与传统能源的协调发电机组、优化供需侧动态平衡等技术手段来加强风电与传统能源的协调运行，提高电网的运行稳定性和经济性。
4. 推进风电技术创新为了解决风电消纳的关键问题，还可以推进风电技术的创新，如提高风电发电效率、降低风电成本、提高风电与电网的适应性等方面进行技术研究和创新，从而进一步解决风电消纳的关键问题。
山西电网消纳风电能力的计算分析
山西电网消纳风电能力的计算分析作者：李娜张海江来源：《计算机时代》2014年第08期摘要：山西电网风电并网规模不断增大，电力系统的调峰能力已成为消纳风电的主要因素。
结合山西省水电贫乏、火电供热机组增多等特点，并考虑负荷特性、电源特性，分析了山西电网的调峰能力和风电对电网调峰能力的影响，提出了山西电网消纳风电能力的计算方法。
在收集各种实际运行数据的基础上，通过计算分析，得到了山西电网消纳风电能力容量范围，并据此提出了电网运行控制措施。
通过实践运行，证明此计算分析方法基本正确，达到了提高电网消纳能力的目的。
关键词：风电并网；电力系统；消纳风电能力；调峰；计算方法中图分类号：TM712 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）08-24-03Computing analysis for wind power integration capacity into Shanxi power gridLi Na， Zhang Haijiang（Shanxi Electric Power Corporation， Taiyuan， Shanxi 030001， China）Abstract： With the rapid development of wind farms connected with Shanxi power grid， the peak load regulation of power grid has become the main constraint condition to wind power integration capacity. Based on the feature that Shanxi is poor in hydroelectric resources and rich in thermal power， and by considering characteristics of loads power sources， the ability of peak load regulation of Shanxi power grid and the impacts of wind power are analyzed. A computing method for wind power integration capacity into Shanxi power grid is proposed. Using the computing， the range of wind power integration capacity is obtained. The specific measures to increase the capacity of wind power are proposed. The practice shows that this computing method is correct and can improve the capacity of wind power integration.Key words： wind farms connected with power gird； power system； wind power integration capaticy； peak load regulation； computing method0 引言风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一[1]。
火电机组参与深度调峰提升山西电网新能源消纳能力的分析
第6期(总第225期）2020年12月山西电力SHANXI ELECTRIC POWERNo.6 (Ser.225)Dec. 2020火电机组参与深度调峰提升山西电网新能源消纳能力的分析卫鹏杰(国网山西省电力公司电力调度控制中心，山西大原030021)摘要：分析了山西省供热极寒期供热机组调峰能力、完成灵活性改造机组的深度调峰空间和实际调峰补偿收益以及非供热机组深度调峰空间，利用详细数据说明了在持续接入新能源的大形势下，山西电网机组越早开展灵活性改造，积极参与深度调峰，越能尽快从调峰市场获得收益:, 关键词：火电机组；深度调峰能力；灵活性改造；调峰补偿；新能源消纳中图分类号：TM621 文献标志码：B文章编号：1671-0320 (2020) 06-0014-04/-X-1—〇刖5目前，提升山曲省新能源消纳的措施包括不 断提升火电机组调峰能力、提高省内用电负荷、扩大外送电能力、参与华北区域调峰市场、参与 国调跨区现货市场等。
受国家电网“度电必争”消纳新能源思路影响，省内新能源发电企业参与 跨区现货交易消纳新能源积极性并不高。
受整体 经济运行大环境及经济转型影响，在新能源大规 模并网运行、持续大容量并网的新形势下，山西 省用电负荷增长乏力，无法积极促进新能源消纳。
山西外送电能力主要受江苏用电负荷、华北其他 K域用电负荷及用电特性影响，无法保证可靠外 送电。
受华北区域跨省消纳新能源“先用尽省内 调峰资源再进行跨省消纳”基本原则影响，省内 新能源企业基本处于分摊跨省调峰补偿费用的被 动局面。
从以上分析可知，只有省内火电企业积 极进行机组灵活性改造，深挖机组调峰潜能，深 度参与调峰消纳新能源，才能形成“调峰性能好 的机组运行有利润、新能源发电多消纳”的良性收稿日期：2020-07-丨3,修回日期：2020-08-05作者简介：卫鹏杰（丨985 )，男，陕两渭南人,20丨丨年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，硕十，高级丁.程师，从事电网检修、发电厂运行考核管理工作循环，实现多方共赢的局面=1山西电网火电机组参与深度调峰消纳新 能源能力分析本文以极寒期1月份为例，按照国家能源局 山西监管办公室“山西省调供热机组运行方式计 算预测结果”m中核定的供热机组实际运行出力 上下限，结合机组实际供热需求，分析山西电网 机组参与深度调峰消纳新能源能力。
2011—2012年山西电网风电消纳能力分析
１ 山 西 电 网 ２ １ — ２ １ 风 电规 划 ０ １ ０ ２
至 ２ Ｏ 底 ， 山 西 省 并 网 风 电 装 机 容 量 为 ０１年
风 电场输出功率具有随机波动特点 ， 电网而 对 言 ，风电出力可视为负的负荷。因此 ，风 电场并网
以后 ，电网 的可用 调峰容 量 减去 用 于平衡 负荷 波 动
第 ３期（ 总第 １３期 ） ７
２１ ０ ２年 ６月
山
西
电
力
Ｎ ． （ｅ． ７ ） ｏ３ Ｓｒ１ ３
Ｊｎ ０ ２ ｕ ．２ １
Ｓ ＨＡＮＸＩ Ｅ 正 Ｃ ＲＩ Ｐ Ｉ Ｔ Ｃ ＯＷ Ｅ Ｒ
２ １—２ １ 年 山西 电网风 电消纳能力分析 ０ Ｏ ２ １
郑惠萍 ，郑 宇明 ，刘愈倬
及技术管理工作 。
・
技术出力及系统备用容量 的限制 ；另一方面电网结 构、负荷水平及联络线输送能力也是重要的约束 。
实 际运 行 中 ，电 网的运行 方 式 时刻变 化 ，电网 中负
荷也是变化的，因此 ，可用于平衡风 电功率波动 的
电网调 峰容量 对 于 电网 的不 同运行 方式 、电 网不 同
究 极为 重要 。
电场装机容量合计为２ １． Ｗ，仅有平 陆凯迪 、 ６５ ９ ２Ｍ
张 店镇 风 电场 接 入运 城 电网 ，装 机 容量 １８５ＭＷ ， ４．
韩洪乡风电场接人长治电网 ，装机容量４ ．Ｍ ９ Ｗ。 ５
２ 风 电接入 的系统调峰分析
２ １ 风 电并 网 系统调 峰原 则 ．
４９５Ｍ ３ ． Ｗ。２ １ 年 预计 投产 风 电场 ２ 座 ，容量 ０１ ４
１１８ＭＷ ，至 ２ １ 年 末 风 电 装 机 容 量 预 计 达 到 ８ ０１ １６７５ＭＷ， 主要 位 于北 部 电 网 的大 同 、忻 朔 地 ２． 区 ，其 中大同地区并 网风 电场装机容量为６６ ５ ０． ７ ＭＷ，
交直流混联电网风电消纳能力计算分析
摘要：目前，我国风电装机容量逐年增大，每年冬季受到调峰影响会发生大规模弃风现象。跨
区域特高压交直流混联电网为主的运行方式逐渐形成，为弃风严重的地区提供了新的外送通道。
结合电力系统中各类电源的特性，考虑风电消纳过程中各方面约束条件，建立了计算分析模型，
并以实例仿真验证。
关键词：交直流混联；弃风；风电消纳
窑 58 窑
1.1 目标函数 本文以电网能够接纳风电的最大能力作为目标
函数，综合考虑风电机组、火电机组以及水电机组 的总发电量建优化模型。
移 乙 扇设 设maxT
缮
Nw
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F
渊Pw冤
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A渊F袁W 袁Pw冤沂C
（1）
式中，T 表示风电消纳计算的周期时长；Pw 表 示全网风电机组的出力水平；F 为全网火电机组的
第 2 期（总第 215 期） 2019 年 4 月
山西电力 SHANXI ELECTRIC pr. 2019
交直流混联电网风电消纳能力计算分析
郝 捷 1，崔佳琪 2，张 颖 1
（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.国网山西供电承装有限公司，山西 太原 030001）
1.4 计算方法
考虑负荷确定的基础情况，将电网根据断面划 分为几个区域。根据上述约束条件，在全网火电开 机满足最小运行开机方式的前提下，采用蒙特卡洛算 法求解交直流电网中的风电出力、常规机组出力以及常 规机组启停状态等在各时间断面的最优解 （图 1）。
输入收集电源容量、负荷数据、联络线外送电量等初始数据
1.3.1
机组出力约束
嗓 孕G蚤min 臆孕G蚤臆孕G蚤max
匝G蚤min 臆QG蚤臆QG蚤max
大规模风电接入电网及市场消纳问题分析
大规模风电接入电网及市场消纳问题分析杜平;万玉良;王安迪【摘要】目前风电外送与接入是电网企业与风电开发企业矛盾比较集中的焦点问题.我国风电场主要分布在距负荷中心较远的地区,电网结构相对薄弱,电网建设对风电开发存在一定的制约.在我国西北、华北以及东北(尤其是内蒙古东部地区)风电基地集中地区,风电发出的电力无法正常并网,已经成为未来风电发展所面临的最大问题.针对这一难题,以电网运行管理者的视角,从风电侧和电网侧两个方面,对风电并网问题进行了深入研究,找出其中的难点,并作进一步分析.在国外相关实际做法的基础上,对发电侧、负荷侧以及并网风电管理等方面,提出了提高发电机组调峰能力、适当建设快速调节机组、实施峰谷电价等旨在促进我国风电健康有序发展的实用化建议.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】风力发电;并网;外送;风电消纳;调峰能力【作者】杜平;万玉良;王安迪【作者单位】内蒙古东部电力有限公司,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古东部电力有限公司,内蒙古呼和浩特010020;华北电力大学,北京102206【正文语种】中文0 引言我国的风能资源开发潜力十分巨大，当前的风电发展也保持着风电设备生产和风电场开发快速发展的强劲势头，但随之而来的风电超常规发展与电网建设相对滞后的矛盾也日益突出。
由于目前风电的发展速度、发展规模远远大于电网负荷的增长速度，风电的波动特性使得电网大规模接入风电对系统的电压稳定、暂态稳定和频率稳定都有较大的影响，风电弃风在所难免，风电并网难度较大。
针对风电接入电网和市场消纳的难题，本文从发电侧、用电侧以及并网风电管理的角度进行了深入的研究，提出相应的实用化建议，希望通过各方协作配合，共同推进风电健康有序地发展。
1 我国风电发展现状截至2011年，全国累计安装风电机组45 894台，装机容量62.36 GW。
按照全国风电可装机容量1000 GW计算，已开发容量不到可装机容量的7%。
电网风电消纳能力计算方法分析
能 承受 的最大 风 电装 机容 量 ， 针 对 典 型 电 网计 算 并
峰 裕 度 的基 础 上 ， 出 新 的 电 网 风 电 消 纳 能 力 计 算 方 法 ， 提 并 针 对 典 型 系统 的 风 电 消 纳 能 力进 行 实例 计 算 ， 证 该 计 算 方 验
法 的准 确 性 。
在 电 网高峰负 荷时 段风 电一般 处于小 负荷 甚至 ０负
荷 状态 ， 电网低谷 负荷 时段 风 电处 于大 ｍ． ｈ ｌｏ ｉ ｈ
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｓ：ｏ ｐ ｃ ａｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｅ ｉ ａｅ ｐ ａ ｃ ｐａ ｉｙ； ｄ ｕｔ ｕｔ ｈ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ； ｑｕ ｖ ｌｎｔ ｅ ｋ ａ ｃ ｔ
ｐ ａ —ｏ ｄ ｒ ｇ ｌ ｔ ｎ ｍａ ｇ ｎ； ｂ ｏ ｐ ｉ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｅ ｋ ｌａ ｅ ｕ ａ ｉ ｒ ｉ ａ ｓ ｒ ｔｖ ａ ａ ｉ ｏ ｙ
中 图分 类号 ： Ｍ６ ４ Ｔ １
文 献标 志码 ： Ｂ
２ ０ １ ０ ０ Ｏ ： ０
文 章编 号 ： ０ １ ８ ８ ２ １ ） ２ ０ ２ — ２ １ ０ —９ ９ （ ０ ２ ０ — ０ １ ０
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｉ ｐ ｒａ ｌ ｅ ｉ ｏｗｅ ｔ ｔ ｔｃ ａ ａ — ｓ ｐａ ｅ ｎａｙｚ ｓｗ ｎｄ ｐ ｒｄａ ｅｏｕ ｐｕ ｈ ｒ ｃ ｔ ｒｓ ｉｓ ａ ｄ ｅ ｉ ａ ｅ ａ ａ ｉｙ， ｖ ｒ ｇｅ ｐ ａ ｌ ｄ ｒ ｇｕ ａ ｉ ｅ ｉｔｃ ｎ ｑｕ ｖ ｌｎｔｃ ｐ ｃｔ ａ ｅ ａ ｅ ｋ—ｏａ ｅ ｌ ｔｏｎ ｍ ａ ｇ ｎ， ｎｄ ｔ ｅ ｐ ｏｐ ｅ ａ ｍ ｏｒ ｐ ｅ ｉｅ ｇｒｄ ａ ｏｒ ｉ ａ ｒ ｉ ａ ｈ ｎ ｒ ｏｓ ｅ ｒ ｃ ｓ ｉ ｂｓ ｐｔｖｅ ｃ —
基于电网消纳能力的风电项目限电比率估算方法研究
产业 | Industry74 风能 Wind Energy基于电网消纳能力的风电项目限电比率估算方法研究文 | 吴斯大规模风电的消纳一直都是世界性难题，我国也同样存在这样的问题。
通常情况下，风能资源好、适合大规模开发风电的地区一般都在相对偏远的“三北”地区。
这些区域也正是网架结构比较薄弱的电网末端，输电能力的发展往往迟缓于其新能源电源的增长。
此外，在部分区域，由于冬季供暖的需求，也一定程度上挤压了风电的消纳容量，容易出现弃风限电现象。
现阶段，弃风限电最主要的原因是电网对风电的接纳度和接纳能力有限，归根结底是电源及负荷两侧供求难以达到平衡、输送断面存在较大限制所致。
为保证投资回报率，项目的限电情况是风电开发企业决策时需重点考虑的因素之一。
然而，目前并没有系统的限电分析方法适用于项目评估与可研报告，也没有可以借鉴的范本。
因此，本文提出一种在地区范围内通过分析电网结构、电源种类及容量、潮流情况、供暖期及非供暖期电力供需平衡和风电的消纳空间，进而估算项目投产后综合限电比率的方法。
现有风电项目限电程度分析方法在项目测算前期工作中，估算出较准确限电比率的难度较大。
在项目接入系统的报告中，一般也不会给出明确的限电比率。
目前，在风电项目评估、可研、交底报告中，对限电比率的估值，一般取该项目所在省份上一年度限电比率的平均值，甚至选取一个经验值，但类似于根据经验取值的办法，其局限性在于：（1）由于地区电源装机容量、负荷大小不同，送出能力有差异，一般同一省份内各市（区）、甚至同一市（区）内各县域的风电项目消纳能力各不同。
由于所在地区的差别，项目实际限电情况会存在较大的误差。
（2）各省份内的电源和送出线路等建设，会对区域内的风电消纳现状产生影响。
取值时，需动态考虑本省份规划电源、规划输电线路、预计负荷增长情况等因素。
（3）各风电企业间、风电企业与政府部门及电网企业之间均存在一定程度的限电数据统计标准和统计方案的差别。
2019年山西风电电力交易及消纳情况
山西省风电电力交易及消纳情况一、2018年山西风电场运行情况2018年山西省内直接交易电量644亿千瓦时，省间交易314.2 亿千瓦时，合同转让交易241.96 亿千瓦时，全年市场化交易电量1200.16亿千瓦时。
2018年山西省新能源全年交易电量38.31亿千瓦时，与北京、冀北开展省间发电权交易0.25亿千瓦时，煤改电交易4.18亿千瓦时。
现根据山西能监局公布的2018年山西双细则考核公告，虽然山西风场平均利用小时达到了2196小时，但各风场发电情况还是差距较大，具体各电场运行情况如下表：（具体数据参考附件一）表1：2018年山西省各风电场运行情况按2018年山西省电力交易公布数据，2018年山西省完成新能源电力交易38.31亿千瓦时（光伏：风电3:7的交易比列），按国家能源局公布的2018年山西发电量为212亿千瓦时，利用小时数2196,得出2018年山西计算风电容量为9653MW （综合考虑2018年新增风电场）。
交易电量占比为12.6%。
所以按照2018年平均风电利用小时数2196计算，交易电量小时数为276小时，保障利用小时数为1920小时左右。
满足国家能源局保障利用小时数最低要求。
现将2018年山西省12个月纳入电网结算的电量整理后发现，年通过电网公司结算的风电发电量为196亿千瓦时（推测196亿内含特高压交易电量，由电网公司代理交易，按当地燃煤标杆电价0.332元/千瓦时结算，对应利用小时数2030），与山西212亿千瓦时风电发电量相差约16亿千瓦时，即这16亿千瓦时电量是通过煤改电交易、发电权交易、弃风交易等方式进行的，即不按照山西燃煤标杆电价（0.332元/千瓦时）与电网公司结算，对应利用小时数约166小时。
综上所述，2018年山西各风电场与电网公司结算电量对应利用小时数为2030小时（按燃煤标杆电价结算），市场化交易构成利用小时166小时（市场化电价结算），合计就是国家能源局公布的利用小时数2196小时。
山西电网消纳风电能力的计算分析
山西电网消纳风电能力的计算分析
李娜;张海江
【期刊名称】《计算机时代》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】山西电网风电并网规模不断增大,电力系统的调峰能力已成为消纳风电的主要因素.结合山西省水电贫乏、火电供热机组增多等特点,并考虑负荷特性、电源特性,分析了山西电网的调峰能力和风电对电网调峰能力的影响,提出了山西电网消纳风电能力的计算方法.在收集各种实际运行数据的基础上,通过计算分析,得到了山西电网消纳风电能力容量范围,并据此提出了电网运行控制措施.通过实践运行,证明此计算分析方法基本正确,达到了提高电网消纳能力的目的.
【总页数】3页(P24-26)
【作者】李娜;张海江
【作者单位】山西省电力公司,山西太原 030001;山西省电力公司,山西太原030001
【正文语种】中文
【中图分类】TM712
【相关文献】
1.黑龙江电网风电消纳能力及风电场并网点分析 [J], 胡远婷;于海洋;陈晓光;郭袅;姜德胜
2.大规模风电接入吉林电网风电消纳能力分析 [J], 高重晖;吴希;范国英;郭雷;李振
元;王泽一
3.基于多约束条件的山西电网风电消纳能力研究 [J], 张颖;郑惠萍;刘愈倬
4.2011-2012年山西电网风电消纳能力分析 [J], 郑惠萍;郑宇明;刘愈倬
5.交直流混联电网风电消纳能力计算分析 [J], 郝捷;崔佳琪;张颖
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图 1 山西省历年风电装机容量（单位：万千瓦）
收稿日期：2014-2-19 作者简介：李娜（1977-），女，山西临汾人，硕士，工程师，主要研究方向：电网运营监测管理。
计算机时代 2014 年 第 8 期
· 25 ·
1.2 山西电网风电运行概况 2012 年，山西省风电最大发电负荷 149.8 万千瓦，占全省风
由于山西水资源短缺，水电机组相对较少，山西电网机组 调峰能力十分有限。正常情况下，山西电网峰谷差达到 350~ 400 万千瓦，2012 年最大峰谷差达到 571.4 万千瓦，峰谷差率 23.6%。
山西省火电机组多是空冷，其调峰性能受季节影响而波 动。在电源集中的北部电网，其中 60%是供热机组，“以热定 电”使调峰性能存在一定瓶颈，在冬季风电大发季节，供热机组 全部运行，受供热影响，机组调峰能力不到 20%，即便安排非供 热机组单机运行，依然存在发电容量超盈余，调峰容量不足的 问题。
文章编号：1006-8228(2014)08-24-03
Computing analysis for wind power integration capacity into Shanxi power grid
Li Na, Zhang Haijiang （Shanxi Electric Power Corporation, Taiyuan, Shanxi 030001, China） Abstract：With the rapid development of wind farms connected with Shanxi power grid, the peak load regulation of power grid has become the main constraint condition to wind power integration capacity. Based on the feature that Shanxi is poor in hydroelectric resources and rich in thermal power, and by considering characteristics of loads power sources, the ability of peak load regulation of Shanxi power grid and the impacts of wind power are analyzed. A computing method for wind power integration capacity into Shanxi power grid is proposed. Using the computing, the range of wind power integration capacity is obtained. The specific measures to increase the capacity of wind power are proposed. The practice shows that this computing method is correct and can improve the capacity of wind power integration. Key words： wind farms connected with power gird； power system； wind power integration capaticy； peak load regulation； computing method
山西电网向南通过 1000 千伏长治-南阳-荆门特高压线路 与华中电网联络，每年 10 月中下旬至次年 5 月中下旬向华中输 送电力。华中电网水电装机充裕，2012 年底水电装机容量 8473.61 万千瓦，占总装机的 41.7％，具有较强的机组调峰能力， 特高压联络线送电峰谷差存在较大调节裕度。 2.4 电网风电消纳能力计算分析
· 24 ·
Computer Era No. 8 2014
山西电网消纳风电能力的计算分析
李 娜，张海江
(山西省电力公司，山西 太原 0300纳风电的主要因素。结合山西省水电贫乏、火
电供热机组增多等特点，并考虑负荷特性、电源特性，分析了山西电网的调峰能力和风电对电网调峰能力的影响，提出了
电装机容量的 75.8%，占当时全省发电负荷的 5.72%。山西电 网风电最大逆调峰幅度为 80.4 万千瓦，使全网的调峰幅度增加 了 15.98%，对电网调峰造成了一定的困难。
2012 年，风电功率波动性对电网的影响日益增加，全省风 电 1 分钟最大变化幅度达 11.5 万千瓦，5 分钟最大变化幅度达 27.6 万千瓦，15 分钟最大变化幅度达到 28.9 万千瓦，对全网的 功率调节造成较大的干扰。 1.3 电网调峰压力持续加大
山西电网调峰主要由省调机组承担，火电机组占有绝对主 导地位。山西省冬季气候寒冷，供热期约四个月，在北部大同、 朔州等寒冷区域，冬季最冷月平均低温在零下 15 度以下，供热 期可达 5 个半月 。 [6] 2012 年底省调机组中供热机组容量达到 1700.5 万千瓦，占火电装机的 45.3％。供热期供热机组的调峰 能力大幅降低，为满足对外供热和设备防冻条件，机组的最大、 最小出力均受到限制，调峰能力不足 20％。在冬季供热机组全 开情况下，电网的调峰压力巨大。
2012 年底山西风电装机总容量达 197.5 万千瓦，2013 年底 达到 315 万千瓦。2013~2017 年山西电网将有 890 万千瓦风电 接入。随着风电的陆续投产，山西电网的调峰能力将面临严峻 的考验。
2 山西电网消纳风电能力计算分析
电力系统消纳风电容量受电网调峰能力、输送能力、电压 波动、稳定水平等因素影响[5]，其中电网可为风电提供的调峰能 力是最根本的制约因素。如果并网风电超过电网可为风电提 供的调峰极限，电网将难以平衡风电出力。
发电电源中火电机组调峰能力差别较大，供热机组在冬季 供热期调峰能力仅有 15%，其他机组调峰能力在 50%左右，根据 电网近年来实际运行情况，火电机组调峰能力在 33%-35%。 计算中按照省调发电机组加权平均，考虑一定的出力受阻，省 调火电机组调峰能力在 33%左右。
山西电网可调节水电机组万家寨和龙口电厂，按照各开两 台机组考虑，可以提供 56 万千瓦的调峰能力。调用西龙池抽水 蓄能电站机组可以提高山西电网的调峰和风电接纳能力，但西 龙池电站接入忻朔电网，由于北部电网存在窝电问题，西龙池 四台机组不能充分发挥其调峰作用。
随着山西省千万千瓦级风电基地的逐步建成投产，风电在 整个电源中比重逐年增加，电网电源结构更趋复杂，对电网的 影响也逐步增大。由于风电出力随机性、间歇性、反调峰特性 明显[2-3]，给电网调度和调峰带来一定的困难[4]，风电并网、电力 送出和市场消纳已成为当前影响山西电网安全稳定运行和风 电进一步大规模发展的主要问题。
本文结合山西电网水电贫乏，供热机组增多的现状，针对 山西电网消纳风电能力进行计算分析，并提出为消纳风电而采 取的电网运行控制措施。
1 山西电网风电发展现状及运行情况
1.1 山西电网风电发展状况 2008 年 7 月 28 日，山西电网首座风电场－右玉小五台风场
（4.95 万千瓦）并网，拉开了山西风电发展的序幕。自 2008 年 起，山西电网并网风电容量连年翻番。至 2013 年 5 月底，全省 并网风电装机达到 241.9 万千瓦，占省调装机容量的 5.6%，超过 水电成为山西省第二大电源。如图 1 所示。
0 引言
风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术 最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之 一 。 [1] 山西省风能资源丰富，具备大规模开发利用的资源条 件。根据山西省发改委《山西省风电接入电网和输电规划研 究》报告，截止“十二五”末，山西省的风电规划总装机将达到 1200 万千瓦。
山西电网消纳风电能力的计算方法。在收集各种实际运行数据的基础上，通过计算分析，得到了山西电网消纳风电能力
容量范围，并据此提出了电网运行控制措施。通过实践运行，证明此计算分析方法基本正确，达到了提高电网消纳能力
的目的。
关键词：风电并网；电力系统；消纳风电能力；调峰；计算方法
中图分类号：TM712
文献标志码：A
2.2 冬季电网调峰能力计算分析
由于冬季供热机组的调峰能力大幅下降，为保证供热，高 峰时段出力不足、低谷时段向下调节能力受限，造成全网调峰 存在较大困难。冬季全网高峰供热影响出力基本在 90-130 万 千瓦之间，占运行机组可调容量的 3％-5％。
根据省政府《山西省人民政府关于加快推进全省电力建设 的若干意见》，提出了全面实施输煤输电并举战略，确定了到 “十二五”末，全省电力装机确保达到 8000 万千瓦、力争 10000 万千瓦，外送能力确保达到 3000 万千瓦、力争 5000 万千瓦的 发展目标。“十二五”后三年，核准在建、路条及低热值煤等规 划火电项目 315.55 万千瓦，其中供热机组比例高达 66.7％；核 准在建、路条新能源规划项目 104.3 万千瓦 ，其中风电项目 64.2 万千瓦。
按照上述电源发展规划，到“十二五”末，火电机组中供热 机组占比将超过 50％，电源结构不合理的问题将更加突出，进 一步加大冬季供热期的调峰压力。 2.3 联络线功率调节能力分析
山西作为全国电力外送大省，每年向华北及华中电网输送 大量电力。2012 年，山西 500 千伏系统向东通过大房三回线、 神保双、阳北双、潞辛双四个外送通道、九条 500kV 线路与华北 主网连接，向京津唐、河北南网送电。从区域电网用电负荷特 性看，华北京津唐、河北南网的用电峰谷差在 40％-48％左右， 本身电网也面临较大的调峰压力，从技术层面看，通过减少联 络线送电峰谷差提高山西电网调峰能力空间很小。
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Computer Era No. 8 2014
综合考虑以上因素，不论是否考虑西龙池参与调峰，山西 电网风电接纳能力为 348.2 万千瓦，若考虑特高压送华中高峰 和低谷容量均为 240 万千瓦（低谷增加 50 万千瓦），可提高风电 接 纳 能 力 83.3 万 千 瓦 ，风 电 接 纳 能 力 可 达 到 431.5 万 千 瓦 。 2013 年底，山西电网实际接入风电 315 万千瓦，还能全额消纳 风电，预计 2014 年将投产风电装机 574 万千瓦，此时，将不能满 足全额消纳的要求。
收稿日期：2014-2-19 作者简介：李娜（1977-），女，山西临汾人，硕士，工程师，主要研究方向：电网运营监测管理。
计算机时代 2014 年 第 8 期
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1.2 山西电网风电运行概况 2012 年，山西省风电最大发电负荷 149.8 万千瓦，占全省风
由于山西水资源短缺，水电机组相对较少，山西电网机组 调峰能力十分有限。正常情况下，山西电网峰谷差达到 350~ 400 万千瓦，2012 年最大峰谷差达到 571.4 万千瓦，峰谷差率 23.6%。
山西省火电机组多是空冷，其调峰性能受季节影响而波 动。在电源集中的北部电网，其中 60%是供热机组，“以热定 电”使调峰性能存在一定瓶颈，在冬季风电大发季节，供热机组 全部运行，受供热影响，机组调峰能力不到 20%，即便安排非供 热机组单机运行，依然存在发电容量超盈余，调峰容量不足的 问题。
文章编号：1006-8228(2014)08-24-03
Computing analysis for wind power integration capacity into Shanxi power grid
Li Na, Zhang Haijiang （Shanxi Electric Power Corporation, Taiyuan, Shanxi 030001, China） Abstract：With the rapid development of wind farms connected with Shanxi power grid, the peak load regulation of power grid has become the main constraint condition to wind power integration capacity. Based on the feature that Shanxi is poor in hydroelectric resources and rich in thermal power, and by considering characteristics of loads power sources, the ability of peak load regulation of Shanxi power grid and the impacts of wind power are analyzed. A computing method for wind power integration capacity into Shanxi power grid is proposed. Using the computing, the range of wind power integration capacity is obtained. The specific measures to increase the capacity of wind power are proposed. The practice shows that this computing method is correct and can improve the capacity of wind power integration. Key words： wind farms connected with power gird； power system； wind power integration capaticy； peak load regulation； computing method
山西电网向南通过 1000 千伏长治-南阳-荆门特高压线路 与华中电网联络，每年 10 月中下旬至次年 5 月中下旬向华中输 送电力。华中电网水电装机充裕，2012 年底水电装机容量 8473.61 万千瓦，占总装机的 41.7％，具有较强的机组调峰能力， 特高压联络线送电峰谷差存在较大调节裕度。 2.4 电网风电消纳能力计算分析
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Computer Era No. 8 2014
山西电网消纳风电能力的计算分析
李 娜，张海江
(山西省电力公司，山西 太原 0300纳风电的主要因素。结合山西省水电贫乏、火
电供热机组增多等特点，并考虑负荷特性、电源特性，分析了山西电网的调峰能力和风电对电网调峰能力的影响，提出了
电装机容量的 75.8%，占当时全省发电负荷的 5.72%。山西电 网风电最大逆调峰幅度为 80.4 万千瓦，使全网的调峰幅度增加 了 15.98%，对电网调峰造成了一定的困难。
2012 年，风电功率波动性对电网的影响日益增加，全省风 电 1 分钟最大变化幅度达 11.5 万千瓦，5 分钟最大变化幅度达 27.6 万千瓦，15 分钟最大变化幅度达到 28.9 万千瓦，对全网的 功率调节造成较大的干扰。 1.3 电网调峰压力持续加大
山西电网调峰主要由省调机组承担，火电机组占有绝对主 导地位。山西省冬季气候寒冷，供热期约四个月，在北部大同、 朔州等寒冷区域，冬季最冷月平均低温在零下 15 度以下，供热 期可达 5 个半月 。 [6] 2012 年底省调机组中供热机组容量达到 1700.5 万千瓦，占火电装机的 45.3％。供热期供热机组的调峰 能力大幅降低，为满足对外供热和设备防冻条件，机组的最大、 最小出力均受到限制，调峰能力不足 20％。在冬季供热机组全 开情况下，电网的调峰压力巨大。
2012 年底山西风电装机总容量达 197.5 万千瓦，2013 年底 达到 315 万千瓦。2013~2017 年山西电网将有 890 万千瓦风电 接入。随着风电的陆续投产，山西电网的调峰能力将面临严峻 的考验。
2 山西电网消纳风电能力计算分析
电力系统消纳风电容量受电网调峰能力、输送能力、电压 波动、稳定水平等因素影响[5]，其中电网可为风电提供的调峰能 力是最根本的制约因素。如果并网风电超过电网可为风电提 供的调峰极限，电网将难以平衡风电出力。
发电电源中火电机组调峰能力差别较大，供热机组在冬季 供热期调峰能力仅有 15%，其他机组调峰能力在 50%左右，根据 电网近年来实际运行情况，火电机组调峰能力在 33%-35%。 计算中按照省调发电机组加权平均，考虑一定的出力受阻，省 调火电机组调峰能力在 33%左右。
山西电网可调节水电机组万家寨和龙口电厂，按照各开两 台机组考虑，可以提供 56 万千瓦的调峰能力。调用西龙池抽水 蓄能电站机组可以提高山西电网的调峰和风电接纳能力，但西 龙池电站接入忻朔电网，由于北部电网存在窝电问题，西龙池 四台机组不能充分发挥其调峰作用。
随着山西省千万千瓦级风电基地的逐步建成投产，风电在 整个电源中比重逐年增加，电网电源结构更趋复杂，对电网的 影响也逐步增大。由于风电出力随机性、间歇性、反调峰特性 明显[2-3]，给电网调度和调峰带来一定的困难[4]，风电并网、电力 送出和市场消纳已成为当前影响山西电网安全稳定运行和风 电进一步大规模发展的主要问题。
本文结合山西电网水电贫乏，供热机组增多的现状，针对 山西电网消纳风电能力进行计算分析，并提出为消纳风电而采 取的电网运行控制措施。
1 山西电网风电发展现状及运行情况
1.1 山西电网风电发展状况 2008 年 7 月 28 日，山西电网首座风电场－右玉小五台风场
（4.95 万千瓦）并网，拉开了山西风电发展的序幕。自 2008 年 起，山西电网并网风电容量连年翻番。至 2013 年 5 月底，全省 并网风电装机达到 241.9 万千瓦，占省调装机容量的 5.6%，超过 水电成为山西省第二大电源。如图 1 所示。
0 引言
风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术 最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之 一 。 [1] 山西省风能资源丰富，具备大规模开发利用的资源条 件。根据山西省发改委《山西省风电接入电网和输电规划研 究》报告，截止“十二五”末，山西省的风电规划总装机将达到 1200 万千瓦。
山西电网消纳风电能力的计算方法。在收集各种实际运行数据的基础上，通过计算分析，得到了山西电网消纳风电能力
容量范围，并据此提出了电网运行控制措施。通过实践运行，证明此计算分析方法基本正确，达到了提高电网消纳能力
的目的。
关键词：风电并网；电力系统；消纳风电能力；调峰；计算方法
中图分类号：TM712
文献标志码：A
2.2 冬季电网调峰能力计算分析
由于冬季供热机组的调峰能力大幅下降，为保证供热，高 峰时段出力不足、低谷时段向下调节能力受限，造成全网调峰 存在较大困难。冬季全网高峰供热影响出力基本在 90-130 万 千瓦之间，占运行机组可调容量的 3％-5％。
根据省政府《山西省人民政府关于加快推进全省电力建设 的若干意见》，提出了全面实施输煤输电并举战略，确定了到 “十二五”末，全省电力装机确保达到 8000 万千瓦、力争 10000 万千瓦，外送能力确保达到 3000 万千瓦、力争 5000 万千瓦的 发展目标。“十二五”后三年，核准在建、路条及低热值煤等规 划火电项目 315.55 万千瓦，其中供热机组比例高达 66.7％；核 准在建、路条新能源规划项目 104.3 万千瓦 ，其中风电项目 64.2 万千瓦。
按照上述电源发展规划，到“十二五”末，火电机组中供热 机组占比将超过 50％，电源结构不合理的问题将更加突出，进 一步加大冬季供热期的调峰压力。 2.3 联络线功率调节能力分析
山西作为全国电力外送大省，每年向华北及华中电网输送 大量电力。2012 年，山西 500 千伏系统向东通过大房三回线、 神保双、阳北双、潞辛双四个外送通道、九条 500kV 线路与华北 主网连接，向京津唐、河北南网送电。从区域电网用电负荷特 性看，华北京津唐、河北南网的用电峰谷差在 40％-48％左右， 本身电网也面临较大的调峰压力，从技术层面看，通过减少联 络线送电峰谷差提高山西电网调峰能力空间很小。
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综合考虑以上因素，不论是否考虑西龙池参与调峰，山西 电网风电接纳能力为 348.2 万千瓦，若考虑特高压送华中高峰 和低谷容量均为 240 万千瓦（低谷增加 50 万千瓦），可提高风电 接 纳 能 力 83.3 万 千 瓦 ，风 电 接 纳 能 力 可 达 到 431.5 万 千 瓦 。 2013 年底，山西电网实际接入风电 315 万千瓦，还能全额消纳 风电，预计 2014 年将投产风电装机 574 万千瓦，此时，将不能满 足全额消纳的要求。