山西低热值煤电源规划及其对电网的影响

任爱平

（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030001）

山西低热值煤电源规划及其对电网的影响

任爱平

（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030001）

以2015年为规划水平年，结合山西电网现状与低热值煤电源规划情况，探讨了在低热值煤电源与电力外送通道建设时序不同步条件下，部分低热值煤电源由外送转变为内消，从而对山西电网产生的影响。最后建议统筹规划电源与输电网络，促使二者协调发展，避免盲目建设造成浪费。

低热值煤；外送通道；建设时序

2013年6月，国家能源局首次下放低热值煤发电项目核准权，将低热值煤发电项目核准权限委托给山西省政府，这是国家支持山西综改试验、转型跨越发展的一项重大举措。低热值煤发电是山西省加快推进电力建设的重要内容，也是山西省实现高碳产业低碳发展、黑色产业绿色发展的重要途径，同时也关系到山西省“十二五”电力目标的实现和山西综合能源基地的顺利建成[1]。

1 发展低热值煤发电产业的意义

低热值煤发电是以煤矸石、煤泥、中煤等低热值煤为主要燃料进行发电，是低热值煤利用的最好方式，也是促进煤炭生产和利用方式变革的重要途径之一。为贯彻党中央、国务院关于加快建设资源节约型、环境友好型社会的战略部署，落实“十二五”规划纲要提出的优先发展煤矸石等综合利用发电要求，实现低热值煤发电产业又好又快发展，国家能源局出台了国能电力［2011］396号《关于促进低热值煤发电产业健康发展的通知》，对促进低热值煤发电产业健康发展提出了指导意见和具体规定，为低热值煤发电产业发展指明了方向并且提供了政策支持。

山西是全国最重要的能源基地之一，全省煤炭资源丰富。随着煤炭的大量开采、洗选加工，产生了大量的低热值煤。长期以来山西省产业结构偏重，煤炭产业附加值低，产业链短。目前，山西省低热值煤消耗约每年2 000万t，大量未利用的煤矸石、煤泥等长期在矿区堆存，易自燃并释放有害气体，污染大气环境，同时经雨水淋溶，也会污染水体和土壤。另外，部分煤矸石、煤泥、洗中煤掺混在优质煤中长距离运输，增加运输能耗，加剧运力紧张矛盾。利用低热值煤发电，对于山西能源产业转型、循环经济发展、生态环境治理、能源利用效率提高等具有重要的意义[1]。

2 山西省低热值煤发电发展规划

根据《山西省发展与改革委员会关于山西省“十二五”低热值煤发电项目开展前期工作的请示》 （共三批），“十二五”期间晋北、晋中、晋东三大煤炭基地共开发低热值煤发电项目25项，装机容量为19 200 MW。其中，北部电网6 320 MW，中部电网8 700MW，南部电网4 300 MW。截至目前，低热值煤项目已取得路条项目17项，容量共计14 540 MW。其中，北部电网5 440 MW，中部电网6 700 MW，南部电网2 400 MW（见表1）。

表1 山西省“十二五”低热值煤发电项目表MW

3 电力市场需求分析

截至2013年底，山西电网总装机57 673MW。根据最新低热值煤规划和电源前期进展情况，预计2015年山西电网总装机将达到85 000MW，按照省内负荷水平预测，考虑“十二五”期间，工业经济在全省经济发展中仍占主导地位，2015年最大发电负荷预计为33 100MW。明显可见，到2015年山西电网自身将无法消纳如此大规模的电源容量，电力外送成为必然选择。

目前山西电网仅有9回500 kV及1回1 000 kV外送通道，输送能力分别为13000MW及5000MW，输送功率已接近极限，外送能力明显不足，无法满足政府规划的电力外送需求。根据国家能源局综合司国能综电力【2013】602号文《关于征求推进大型煤电基地开发建设指导意见（征求意见稿）的函》精神，未来晋北、晋中、晋东煤电基地富裕电力主要向华北、豫鄂湘赣、华东地区输送。相应的，山西特高压变电站及电力外送通道主要结合国家电网公司的电网发展规划以及国家能源局组织的《关于开展落实大气污染物防治行动计划电网实施方案》来进行规划，主要包括1个特高压直流、2个特高压交流及1个500 kV点对网外送通道，共新增电力输送能力16 000MW。

4 低热值煤电源接入系统原则

低热值煤电源具体接入系统原则如下。

a）考虑到电源项目接入系统方案的不确定性，为保证大规模电源接入与送出，同时满足负荷发展需求，应适时完善省内500 kV主网架，继续加强北电南送通道建设，以提高电网的适应性。

b）山西电网作为送端电网，特高压站在山西电网中的作用主要是汇集电源进行外送。随着特高压通道的深入推进，考虑特高压站与山西主网相连，但二者如何联系成为迫切需要解决的问题。无论是交流站还是直流站，与山西主网相连后有两个主要问题有待解决：一是500 kV电网短路电流超标，二是两者相联形成电磁环网，发生的潮流转移会影响特高压西电东送通道的输送能力。

c）距离特高压站较近的电厂，300 MW级机组考虑同一投资主体的两个电厂联合以500 kV电压等级直接接入特高压站，600MW级机组考虑以500 kV电压等级直接接入特高压站；距离特高压站较远的电厂，考虑就近建设500 kV汇集站，300 MW级机组一般以220 kV电压等级接入汇集站，600MW级机组以500 kV电压等级接入汇集站，汇集站以2～3回500 kV线路接入特高压站。

d）相对分散、不易汇集的电厂考虑就近接入省内500 kV或220 kV电网。

5 低热值煤电源对山西电网的影响

虽然规划中部分低热值煤电源将进行汇集，然后通过特高压交、直流外送通道实现外送，对山西电网的影响不会很大。但实际建设过程中，可能存在电源与外送通道建设时序不同步，超前建成的低热值煤电源则需按照过渡方案短时接入山西电网，待特高压变电站及外送通道具备条件后再根据最终方案进行倒接，从而实现电力外送。在这个过程中，大量低热值煤电源的接入就会对山西电网造成一定的影响。主要体现在以下几个方面。

5.1 加重山西北部电网窝电问题

山西发电装机以坑口电站为主，目前接入北部电网的装机容量大、负荷小，需要通过北中部500 kV通道神二—忻州—侯村双回线路和朔州—云顶山线路将大量的富裕电力送至中南部电网。目前受忻侯双N-1热稳制约，北电南送通道极限输送功率为4 500MW左右，北部窝电1 000MW。随着北部大量常规煤电及低热值煤电源的陆续接入，北部电网窝电容量将进一步上升，即使新增北部特高压外送通道，到2015年仍将窝电3 000MW左右。

5.2 加重大同电网稳定问题

大同电网通过500 kV神雁双回线路与山西主网相连，通过大房三回线与华北电网相连；大同220 kV电网与忻朔电网已实现硬解环。当神雁双N-2故障时，大同电网存在稳定问题；再加上京隆1 200MW机组并入大同电网，若大同地区的同煤塔山电厂二期低热值煤1 320MW过渡期间仍接入大同电网，就会进一步加重大同电网的稳定问题。

5.3 加重部分500 kV主变重载问题

忻朔电网为电力输出型电网，忻朔220 kV侧机组正常开机，朔州500 kV主变一台故障，另一台过载，不满足N-1要求。若同煤朔南低热值煤热电厂700MW等火电机组以及大量风电机组接入朔州电网，朔州主变过载问题将更加严重。另外，侯村、霍州、临汾、运城主变N-1重载。山西北、中、南部都存在相对分散、不易汇集的低热值煤电源就近接入当地500 kV或220 kV电网进行消纳，将会使原来重载的主变问题更加严重。

5.4 加重局部地区电网短路电流超标问题

目前太原电网侯村、冶峪、赵家山等站220 kV母线短路电流超标，采取断开冶峪—南社双回线路和侯村—马庄线路的临时措施控制短路电流水平。2013—2015年随着太原嘉节燃气电厂、华能东山燃气电厂的逐步投产，中部电网短路电流超标问题将更加突出。阳泉电网随着河坡以大代小电厂、远盛电厂的逐步投产，阳泉500 kV站220 kV母线、阳光电厂220 kV母线短路电流超标。南部电网随着阳城热电、安峪热电、侯马热电的逐步投产，临汾500 kV站220 kV母线短路电流超标。若在上述地区接入低热值煤电源，则会加重其短路电流超标问题。

6 结论

综上所述，若低热值煤电源与外送通道建设时序不匹配，就会将部分电能的消纳压力转嫁到山西电网内部，对山西电网造成较大的冲击和影响，对电网网架结构也是重大的考验。因此，建议煤电基地规划应与相应的国家电力规划、国家电网规划相协调，根据市场需求及电力平衡，同步规划山西电力外送通道并合理规划完善山西省内电网主网架，使电网建设适度超前电源规划，为电源点的合理接入创造条件，尽量避免盲目建设造成浪费，为山西综合能源基地的顺利建设和煤电一体化战略的实施打好坚实的基础。

［1］ 张卓娅.山西煤炭新政发力产业发展［J］.现代工业经济和信息化，2013（17）：9-11.

The Planning of Low Calorific Value Coal Source in Shanxi Province and Its Influence on Shanxi Power Grid

REN Aiping
（State Grid Econom ic and Technical Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

2015 is the year forplanning,with this asan opportunity,combined with the status of Shanxipowergrid and the planning situation of low calorific value coal,this paper has presented the influencesof low calorific value coal source on Shanxipower grid.Due to asynchronous construction ofpower transmission channel,partof the coalsources are self-consumed rather than transmissioned.Finally,it issuggested thatcoordinated planning should be considered in order toavoid theunnecessary financialandmaterialwaste.

low calorific value coal；transmission lines；construction sequence

TM73

A

1671-0320（2015）02-0047-03

2014-12-20，

2015-02-03

任爱平（1981），女，山西朔州人，2007年毕业于华北电力大学电力电子与电力传动专业，工程师，从事电网规划工作。