关于榆林北部并网光伏电站发展的探讨

孙威 王艳 任孝岐

摘 要：文章介绍了榆林北部电网并网光伏电站的发展概况，并结合榆林电网的负荷、电源概况及网架结构，分析了电网对于并网光伏电站的消纳能力和送出能力；文中指出了榆林北部光伏电站并网所面临的困难，同时也为后期光伏电站的发展提出了较好的建议。

关键词：并网光伏电站；就地消纳；送出能力；调峰能力

引言

随着全球环境污染的加剧，能源供应日趋紧张，开发可再生能源已成为必然；我国拥有丰富的可再生能源，特别是太阳能资源，是取之不尽、用之不竭的能源。从近期看，可做为常规能源的补充，从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源，从环境保护和能源战略上均具有重大的意义。

根据国家能源局2012年9月12日印发的《太阳能发电发展“十二五”规划》，到2015年底，太阳能发电装机容量达到2100万千瓦以上，年发电量达到250亿千瓦时。

1 榆林北部并网光伏电站发展概况

陕西省政府近几年将大力推动光伏发电规模化建设，在陕北煤矿采空区和荒滩荒草地开展光伏发电示范项目建设，推动大型地面并网光伏电站全面启动实施。

在榆林北部地区，榆阳区和神木县交界地带，政府在沙漠地区采用租地的方式，在榆阳小壕兔地区和榆神工业园区规划了2个大型的光伏发电项目园区。

远期装机容量将达到3650MW，2020年将达到2750MW，近期接入的约为1540MW。

2 榆林北部光伏并网面临的问题

2.1 就地消纳能力有限

榆林北部电网目前由省电力公司和省地电公司供电。

省电力公司榆林北部电网目前主要包括麟州、郝家、神木和大保当4个相对独立的330kV供电区，2013年最大负荷约为840MW，电厂装机容量约为1510MW。

地电公司榆林北部电网主要包括三部分，一是由神木变～水磨河双回线路供电的榆林北网，2013年最大负荷为1380MW，区域内110kV电厂装机为2442MW；二是由内蒙电网川掌220kV变电站供电的府北网，2013年最大负荷为420MW，区域内110kV电厂装机为106MW；三是由山西电网保德220kV变电站供电的府东网，2013年最大负荷为130MW。

对榆林北部电网冬季13时（光伏大发）进行电力平衡计算，结果如下表1所示：

从上表可以看出，榆林北部火电电源充足，北部电网光伏电站出力无法就地消纳；冬季负荷主要靠火电供给，光伏几乎全部需要外送；夏季，由于陕南有水电，部分火电机组可以停机，光伏出力可在北部少量消纳，其余仍需要通过电网送出。

2.2 送出通道输电能力受限

榆林北部光伏电站多余电力，只能向关中送电；陕北和关中最重要的断面问题在于“750kV横洛双回+330kV统延+榆绥”断面稳定极限不足以满足榆林电网向关中送电。如图1所示。

“750kV横洛双回+330kV统延+榆绥”断面横洛同塔双回线路N-2后的暂稳极限最小为900MW，最大为1180MW。

2014年店塔电厂投运之后，榆林地区需要压火电出力约950MW。如果榆林热电、清水川综合利用等规划中的电厂和风电、光伏电站陆续投运，窝出力现象会进一步增加。

对于该断面的问题，主要依靠规划中的定靖750kV输变电工程，2020年建成榆横～定靖～西安北的750kV输电通道后才能够彻底解决。

2.3 陕西电网调峰能力不足，接纳能力有限

光伏具有随机性和间隙性，无法提供有效的可调发电容量，有时甚至还需要系统提供一定的备用来平衡其功率的波动变化，因此大规模的光伏并网将会给电网调度带来很大的困难，系统调峰问题成为其中一个重要的方面。因此，电网接纳光伏的能力主要靠电网的调峰盈余空间。

陕西电网民用负荷较高，峰谷差逐年拉大，2013年最大峰谷差5817MW，同比增加490MW，增长9.2%，平均日谷峰比为0.7。预计“十二五”期间，电网峰谷差还将进一步拉大。目前，陕西电网调峰基本呈现出“汛期火电调峰为主，枯水期水电调峰为主，西电东送通道调峰作用显著”的特点；调峰难点主要体现在多雨的夏季，夏天多雨负荷偏低，来水偏丰，水电持续满发，火电压出力调峰难以满足调峰需求，而冬季最大负荷时段，水电处于枯水期，调峰能力相当强，火电调峰压力不大。

综合考虑西电东送通道功率交换、灵宝直流全年平送、德宝直流冬季平送夏季不送等因素对陕西电网调峰的影响，陕西电网综合调峰能力如下表2所示：

根据陕西电网的调峰能力盈余情况，陕西电网最大可接纳900MW左右的光伏出力；而近期确定光伏项目及风电项目装机容量远远超过该值，陕西电网调峰盈余能力不足已经成为限制陕西新能源发展的最主要因素。

3 结论及建议

通过对榆林北部光伏并网面临问题的分析，可以看出：（1）榆林北部区域电源充足，几乎2倍于负荷，在榆林北部建设大型并网光伏电站，无法做到就地消纳，只能外送。（2）受制于陕北和关中输电断面的输电能力，目前还不具备不具备大规模外送新能源发电的能力；至少要到2020年定靖750kV输变电工程建成投运之后。（3）陕西电网调峰能力有限，无法保证光伏电站出力的全额接纳；在现阶段，应首先保证电网安全运行，在调峰出线困难的情况下，光伏电站也应承担一定的调峰任务，必要时可以弃光。

结合上述结论，对于榆林北部光伏电站的发展，提出如下建议：（1）采取相应的措施，如：断开外省电源、关停小火电、限制火电机组发展等，来扩大当地的光伏电站就地消纳的能力，减少外送。（2）通过各种措施如增加西北电网联络线的调峰能力、优化德宝直流的运行方式、建设抽水蓄能电站等来提高陕西电网的调峰能力，从而提供光伏电站的接纳能力。（3）合理的发展光伏电站，结合电网的消纳和送出能力安排光伏电站的建设进度，避免出现建成后发不出的情况发生。

参考文献

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[3]杨楠，刘涤尘，孙文涛，等.基于调峰平衡约束的光伏发电穿透功率极限研究[J].电力系统保护与控制，2013，4（41）：1-6.