风火电价补偿分析模型研究与应用

李冬雪，杨继业，陈宝琪，刘 然，马 强

(1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院, 辽宁 沈阳 110015;2.沈阳电力勘测设计院，辽宁 沈阳 110003)



风火电价补偿分析模型研究与应用

李冬雪1，杨继业1，陈宝琪2，刘 然1，马 强1

(1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院, 辽宁 沈阳 110015;2.沈阳电力勘测设计院，辽宁 沈阳 110003)

随着辽宁省风电并网容量逐年增大，火电机组年利用率不断下降，电网调峰困难。煤电机组进行基本调峰或深度调峰时，机组煤耗率增加，导致发电成本增加，这部分由于煤耗率升高而引起的调峰成本，目前没有补偿。综合考虑风电企业和火电企业发电效益，建立了风火电价补偿分析模型，通过合理设置风火电价补偿方案，调动火电调峰积极性，充分利用风电资源，提高发电企业综合效益。

风电并网；电价；分析模型；调峰；消纳

近几年来，在国家节能减排及鼓励扶持可再生能源产业政策的激励下，辽宁省风力发电得到了快速发展。

然而，随着我国新能源开发规模的持续增长，新能源规模化开发与市场消纳能力不足的矛盾日益凸显，辽宁省风电并网容量逐年增大，削弱了省内火电机组年利用率，火电机组的利用小时数逐年下降，电网内部调峰容量不足，调峰困难。面临着发电电量下降和上网电价下调的双重挑战，煤电企业难以配合电网调度，为风电并网进行调峰。此外，煤电机组进行基本调峰或深度调峰时，机组煤耗率增加，将导致发电成本增加。这部分由于煤耗率升高而引起的调峰成本，无法补偿[1-3]。为鼓励火电企业积极参与电网调峰，优化电网电源结构和资源配置，本文综合考虑风电企业和火电企业发电效益，建立了风火电价补偿分析模型，通过合理设置风火电价补偿方案，调动火电调峰积极性，充分利用风电资源，提高发电企业综合效益[4-6]。

1 风电并网经济效益

在风电并网环境效益方面，主要考虑节约燃料成本、减排污染物所带来的环境价值(减排二氧化碳环境价值、减排一氧化碳环境价值、减排二氧化硫环境价值、减排氮氧化物环境价值、减排烟尘环境价值和减排废水环境价值)以及碳排放权价值。在风电并网成本方面，主要考虑火电机组调峰成本和电价成本。

将全网火电机组等效为100台300 MW机组，则目前火电机组平均小时出力为154 MW。默认电网需要支付的风电电价为0.56元/kWh，火电电价为0.36元/kWh，电煤价格为700元/t，碳排放权价格为25元/t，应用风电并网经济效益分析模型对辽宁电网进行分析，得到辽宁电网风电并网经济效益曲线如图1所示。

图1 辽宁电网风电并网效益曲线

2 风火电价补偿分析模型参数[7-10]

a.火电机组基本参数设置：单机容量Pfmax和机组台数N、机组最小出力Pfmin、火电机组煤耗率参数(耗量特性系数ai，bi和ci)、火电机组污染物排放率、火电机组污染物环境价值量。

b.电力市场参数设置：风电电价Pricew、火电电价Pricef、火电补偿电价Pricefb、电煤市场价格、碳排放权市场价格。

c.计算初始值：火电机组接入容量Pf及其递减步长Pfde、风电机组接入容量Pw及其递增步长Pwadd、风电电价Pricew及其递减步长Pricewde、火电电价Pricef、火电补偿电价Pricefb及其递增步长Pricefbadd。

3 算例分析

某区域电网网架的输电能力为900 MW，区域火电机组装机为3×300 MW，总和为900 MW，火电电价为0.36元/kWh。考虑火电机组深度调峰的最大限度为50%出力，最大可接入风电容量为450 MW，风电电价为0.56元/kWh。在“风电并网对电网运营经济效益影响分析模型”理论基础上，核算风电机组接入电网后电网电价成本、火电机组煤耗增加成本、节煤收益、风电环境效益、碳排放权价值等项目，综合效益变化率随风电接入容量的变化曲线如图2所示。

图2 电网综合效益变化率曲线图

应用风火电价补偿分析模型，计算得到不同的风电接入容量下风火电价补偿方案如表1所示。

表1 风火电价补偿方案分析结果

该结果表明，该火电厂最多能协调接入450 MW风电容量。当协调接入0～70 MW风电容量时，应设置火电补偿电价为0.01元/kWh；当协调接入70～240 MW风电容量时，应设置火电补偿电价为0.02元/kWh；当协调接入240～450 MW风电容量时，应设置火电补偿电价为0.03元/kWh。

4 结束语

针对辽宁电网依靠火电机组提高风电消纳能力的状况，分析了风电并网带来的经济效益，按照现有电价补偿政策的补偿原则，提出了风火电价补偿分析模型，给出了不同风电接入容量下风电企业补偿火电企业的电价标准，为相关补偿政策的实施提供技术支持。通过合理设置风火电价补偿方案，进一步调动火电调峰积极性，提高清洁能源利用率。

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Research and Application of Wind Fire Electricity Price Compensation Analysis Model

LI Dongxue1, YANG Jiye1, CHEN Baoqi2, LIU Ran1, MA Qiang1

(1.State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China; 2.Shenyang Electric Power Survey and Design Institute ,Shenyang,Liaoning 110003,China)

With the increase of wind power grid capacity in Liaoning province and thermal power unit in utilization of falling, power grid peak shaves.Coal unit for base load or the depth of peak shaving, the unit coal consumption rate increases, which lead to cost increase.This part of the cost due to rising coal consumption rate of load without compensation.This paper comprehensively considers the power generation benefits of wind power and thermal power enterprises.The wind fire electricity price compensation analysis model is established.Through setting up reasonable wind fire electricity price compensation scheme, it arouse the enthusiasm of thermal power load.It makes full use of wind power resources and improve the comprehensive benefits of power enterprises.

wind power grid; electricity price; the analysis model; peaking;absorption

TM614

A

1004-7913(2017)05-0046-02