促进湖南电网风电消纳协调性发展

● 国网湖南省电力有限公司 刘 静 李启旺

大力发展风电等可再生能源是国家的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。积极推进风电规模化发展，对于调整我国能源结构，保障能源安全，促进节能减排，保护生态环境，具有重要意义。 “十二五”以来湖南电网风电发展迅猛，湖南风电装机容量达216.9万千瓦，但因调峰约束以及电网结构约束等问题导致了弃风现象的发生。随着新能源的进一步发展，解决新能源消纳问题已刻不容缓。

1 湖南电网风电基本情况

“十二五”以来，湖南电网新能源发展以风电为主。湖南风电装机容量达216.9万千瓦，占湖南电网总装机容量的6.54%，近年来湖南风电的装机容量和占比情况如图1、图2所示。

图1 近年来湖南风电装机容量情况

图2 近年来湖南风电装机占比情况

随着风电的持续快速发展和规模的不断增大，消纳矛盾也有所增加。受主汛期来水集中、用电量持续下滑、峰谷差加大的影响，主汛期部分时段风电无法全额消纳，出现了弃风的现象。从弃风时段来看，主要集中在丰水期和凌晨低谷时段。从弃风原因来看，调峰约束和网架约束并存。

2 促进风电消纳已开展的工作

“十二五 ”以来 ，面对风电装机快速增加，国网湖南省电力有限公司积极做好风电并网服务，加强电网建设，优化调度运行。在负荷增长趋缓的情况下，风电发电量保持持续增加，2016年风电电量增长达53亿千瓦时，同比增长70.7%。

（1）规范风电送出通道建设。开展了风电消纳规划、风电送出导线截面选择技术方案论证等专题研究，统筹提出了在建、核准计划以及规划储备的风电项目消纳方向和输电方案，进一步有序规范了风电接入。

（2）做好风电机组并网服务。贯彻执行国家相关政策法规，严格按照《湖南电网风电并网服务指南》的要求开展并网工作，规范风电接入系统审批及工程前期审查等环节的工作管理流程。建设风电场风功预测系统，完善发电计划申报体系，加强风电发电的预知性与计划性。

（3）构建新能源优先调度工作体系。在制定中长期计划时，将新能源纳入年度、月度电力电量平衡；在制定日前计划时，结合风电功率预测和电网负荷预测，合理安排电网备用容量和机组开机方式。

（4）全力促进风电消纳。最大限度安排抽蓄机组调峰，挖掘火电机组条件能力，消纳低谷风电。加强风电并网运行全过程管理，针对送出问题开展专题研究。充分发挥跨区跨省输电通道作用，湖南电网积极联系对外售电，全力保障清洁能源消纳。

3 风电消纳滞缓的原因分析

（1）通道建设不匹配，电网送出能力有限。一方面风电规划与电网规划不协调，部分地区风电项目规模和进度远超规划，使得电网规划无法跟上风电规划调整；另一方面，风电项目与电网送出工程前期工作周期不匹配，风电项目核准建设周期短，而风电接入系统工程前期工作可研深度要求高、核准程序复杂、周期长，出现风电项目建成后送出受限问题。例如郴州地区欧阳海水电站送出线路满载情况下，春陵风电场、润海水电站均需经110kV春红线、箕红线并入箕山变，不满足风电和水电同时满功率送出。

（2）风电增速过快，电网调峰能力不足。湖南电网主要调峰手段包括水电调峰、火电机组变负荷调峰、联络线调峰、黑麋峰抽水调峰及火电机组深度调峰或启停调峰等，丰水期和春节期间电网调峰困难的问题较突出。受产业结构调整的影响，大工业用电负荷增长缓慢，低谷用电增幅不明显；居民、商业用电负荷保持大幅度增长，高峰负荷依然保持较高水平，导致峰谷差及峰谷差率进一步加大，最大峰谷差率达64.77%，同比增加11.35%。虽然丰水期峰谷差较小，但由于丰水期来水增加，大部分水电失去调峰能力，仅靠少量并网火电厂及部分调节水电站、抽水蓄能机组进行调峰，调峰能力也远远不够。风电呈明显的反调峰特性（见图3），其大规模接入进一步加重了调峰的难度。

图3 典型风电出力与系统负荷曲线

（3）受制于电网结构，存在外送瓶颈。湖南电网郴州、永州、邵阳、怀化等水电资源丰富地区，丰水期在就地消纳的同时仍需要大规模外送，风电在上述地区大规模开发，进一步加重了外送的压力。例如水电与风电集中大发期间，邵阳地区儒林主变上网接近额定容量；怀吉地区以及邵阳地区的水电、风电电力东送的220千伏隆平断面达到控制功率；500千伏层面牌长Ⅰ、Ⅱ线与艳宗Ⅱ线构成的湘西南外送断面也达到控制功率，各电压等级外送通道均难以满足清洁能源送出需求。

（4）负荷增长趋缓，消纳市场总量不足。当前经济新常态下，经济增速与结构变化对用电需求产生较大影响，电量增速放缓，湖南电网基础负荷较往年大幅度下降。新增的用电市场无法支撑各类电源的快速增长，导致机组利用率整体下滑，加剧风电消纳矛盾。

4 促进风电消纳相关管理措施

（1）适当放缓风电接入进度。加强前期研究，深入研究风电等变动电源出力特性以及不同电网的用电负荷特性，综合考虑电网建设时序安排和用电负荷增长速度，适当放缓风电接入的进度，减轻电网压力。

（2）统筹考虑网源规划。风电的大规模开发除考虑风能资源和风电场建设条件之外，还需将风电与消纳能力、风电与其它电源、电源与电网的规划进行统筹考虑，实现电力系统整体统一规划。适当超前开展送出通道建设，优化电网结构，加强薄弱环节电网建设，系统解决清洁能源送出问题。

（3）优化电源结构。风电出力具有随机性和间歇性的特点，并具有明显的反调峰特性，风电大规模并网后对系统调峰能力的需求有所增加。欧美国家在大力发展风电的同时，注重建立配套的调峰电源。在风电大规模发展时，需适当考虑加强优质调峰电源建设，加强对储能技术的研究，增强电网调峰能力。

（4）加强技术支撑。建立合理布局的风资源及风电场监测网络，提高风电发电预测精度；对风电场实施智能监测和集中控制，优化风电场接入电网的性能指标。在提高电网对风电接纳能力的同时，确保电网能够安全稳定运行。

5 结束语

在国家新能源政策的引导支持以及各方共同努力下，湖南风电并网装机规模、发电电量持续快速增长，“十三五”规划中湖南风电发展规划并网容量为600万千瓦。随着祁韶直流入湘以及新能源的进一步发展，能源消纳问题将日益突出。一方面要在功率预测、并网技术等方面加强研究，解决风电并网带来的问题；另一方面要做好前期的市场配置研究，兼顾电力系统对新能源的承受与接纳水平制定相应规划，使新能源发展与整个电力系统发展相协调。