抽水蓄能系列15——蒙西本网消纳风能及光伏发电电能情景分析

昨天和大家分享了抽水蓄能系列的第十四部分：蒙西抽水蓄能发展面临的挑战

今天和大家分享第十五部分：蒙西本网消纳风能及光伏发电电能情景分析

1、方法学介绍

研究采用了电力调峰平衡分析的方法对蒙西电网本地区的消纳情况进行计算。通过电力电量平衡，确定电力市场空间、电力流、调峰电源需求，是开展电源规划和电网规划和电气计算的基础。

考虑到抽水蓄能电站发展的确定性和远景调峰储能技术发展等的不确定性，研究规划水平年采用 2035 年，分析蒙西电网的需求及供需平衡。

情景分析共考虑了 4 个抽水蓄能装机方案，研究不同抽水蓄能规模对消纳风电的影响，包括：

情景 1：抽水蓄能维持现有规模，即呼和浩特抽水蓄能电站（装机 120 万千瓦）。

情景 2：抽水蓄能装机 360 万千瓦，包括乌海（120 万千瓦）、美岱（120 万千瓦） 两个站点；综合蒙西抽水蓄能电站实际建设情况，360 万千瓦抽水蓄能装机规模最 接近 2035 年的抽水蓄能发展设想。

情景 3：抽水蓄能装机 600 万千瓦；研究蒙西电网就地消纳风能、光伏发电的能力， 探讨其中是否存在规律可循。

情景 4：抽水蓄能装机 1200 万千瓦。

情景 3 和情景 4 的设立主要为了研究蒙西电网就地消纳风能、光伏发电的能力，探讨其中是否存在规律可循。研究不同抽水蓄能规模对消纳风电影响的评判原则为在既定的基础条件下，全网实现电力（调峰）平衡，不缺电、不弃风、不弃光，比较不同情景消纳风电的装机规模和需要的煤电装机规模。

基础参数设置如下：

预测 2035 年蒙西电网系统最高负荷 6000 万千瓦，最小负荷率 0.62。

2035 年蒙西电网系统电源结构如下：

1）蒙西电网常规水电资源匮乏，开发潜力较小，预计 2035 年水电装机容量 81 万 千瓦，维持现有规模，可利用容量 81 万千瓦，调峰能力 100%。

2） 供热机组装机容量 750 万千瓦，调峰幅度 10%。

3）抽水蓄能最大抽水负荷（能力）等于装机容量，抽水蓄能机组调峰能力相当于 装机容量的两倍。

4） 常规煤电装机按电力平衡需要确定；发电机组最小技术出力 55%（调峰能力 45%）。

5）风电装机容量通过电力（调峰）平衡确定，在全网电力平衡的基础上进行调峰 平衡，在保证电厂安全运行的前提上实现风电不弃风，反推算相应的风电建设 规模。风电具有突出的反调峰发电特性，风能发电尖峰电量出现概率低、持续 时间短，全额消纳需付出额外成本，降低系统整体经济性。本研究风电在高峰负荷时段的出力（保证出力）取 5%，在低谷负荷时段的上网容量取 40%。

6）光伏发电效益在白天起作用，因系统最大负荷出现在晚上 19:00-22:00，因此在 电力平衡中，光伏发电的可利用容量为 0；在系统负荷小方式（每天后半夜）时 光伏发电出力亦为 0；所以，光伏发电在负荷高峰和低谷时（均在晚上）对电力 （调峰）平衡没有影响；经计算，蒙西电网在不弃风、不弃光的原则下消纳光伏发电合理装机规模可取1600 万千瓦左右。

2、蒙西电网 2035 年电力（调峰）平衡

蒙西电网 2035 年电力（调峰）平衡分析结果

注：系统负荷备用按省网最大负荷 3%计算；旋转事故备用按省网最大负荷 5%计算；停机事故备用按省网最大负荷 4%计算；检修备用按蒙西省网最大负荷 3%计算。

可以看出，系统每增加 100 万千瓦抽水蓄能容量，可以增加消纳风电规模约 416 万千瓦，并且相应可替代煤电装机 121 万千瓦。

3、敏感性分析

考虑到技术发展及现有煤电机组技术改造，研究将煤电最小技术出力从 0.55 降低 到 0.5；同时，考虑风电可利用特性的不确定性，研究将风电最大发电出力率（系统低 谷负荷时段）从 40%提高到 50%，对蒙西电网 2035 年电力（调峰）平衡进行敏感性分析。

注：系统负荷备用按省网最大负荷 3%计算；旋转事故备用按省网最大负荷 5%计算；停机事故备用按省网最大负荷 4%计算；检修备用按蒙西省网最大负荷 3%计算。

可以看出，当煤电最小技术出力为 0.5、风电最大发电出力率（系统低 谷负荷时段）50%时，系统每增加 100 万千瓦抽水蓄能容量，可以增加消纳风电规模约 315 万千瓦，并且相应可替代煤电装机 115 万千瓦。

4、蒙西抽水蓄能开发对本网消纳风能和光伏发电电能影响效果综合分析

等量的抽水蓄能装机增量所能增加消纳风能的效果基本一致，具有显著的规律性。在不同抽水蓄能规模、不同的煤电调峰能力、不同风电发电容量的 8 个组合情景下，系统每增加 100 万千瓦抽水蓄能容量，可以增加消纳风电规模约 315-416 万千瓦，并且相应可替代煤电装机 115-121 万千瓦。建设抽水蓄能可以有效地促进风电消纳并替代煤电装机。至于蒙西电网消纳风能和光伏发电的合理规模，则应通过深入的技术经济论证慎重决策，研究情景不能作为实际实施规划的依据。

抽水蓄能系列的第十五部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第十六部分的内容：蒙西风能及光伏发电电能外送情景分析

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