從甘肅酒泉千萬千瓦風電基地談我國大規(guī)模風電并網(wǎng)

　　根據(jù)新疆哈密與甘肅酒泉風電基地輸電規(guī)劃，2011 年，哈密200 萬千瓦風電和酒泉516 萬千瓦風電將在新疆與西北聯(lián)網(wǎng)的前提下，通過哈密～安西～永登雙回750 千伏線路，在西北電網(wǎng)內(nèi)消納，系統(tǒng)的調(diào)峰能力和安全穩(wěn)定水平能夠滿足酒泉風電送入的要求。

　　2015 年，若新疆哈密風電裝機達到400 萬千瓦、甘肅酒泉風電裝機達到1271 萬千瓦，西北電網(wǎng)的調(diào)峰能力將不能滿足需求，西北風電將無法在西北電網(wǎng)內(nèi)完全消納，初步研究約有400 萬千瓦左右的風電裝機需要通過特高壓直流輸電通道送出西北電網(wǎng)。

　　（二）保證甘肅酒泉一期風電送出的有效措施2011 年酒泉風電裝機將達到516 萬千瓦，通過安西～酒泉～金昌～永登750 千伏雙回輸電線路送電至西北主網(wǎng)，輸電距離長，全長約860 公里，輸電能力低。為提高線路輸電能力，可在線路上安裝一定比例的串聯(lián)補償設(shè)備，但將產(chǎn)生次同步諧振問題，嚴重影響風電場和電網(wǎng)的安全運行，必須考慮采取措施加以解決。由于網(wǎng)對網(wǎng)的送電方式下基本不存在次同步諧振問題，因此，結(jié)合甘肅酒泉風電基地外送系統(tǒng)的實際情況，通過哈密～安西750 千伏線路將風電基地送端與新疆電網(wǎng)相連，形成網(wǎng)對網(wǎng)送電格局，可解決由加裝串補引起的次同步諧振問題，使哈密～安西～永登750 千伏線路送出風電的功率從262 萬千瓦提高到456 萬千瓦，可以滿足酒泉一期風電的送出。因此，同步建設(shè)哈密～安西750 千伏聯(lián)網(wǎng)工程，既可解決次同步諧振問題，又能大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和通道的輸電能力，是實
現(xiàn)甘肅酒泉風電送出的有效措施。同時，新疆是西北電網(wǎng)的重要組成部分，是我國重要的能源基地，通過哈密實現(xiàn)與西北主網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，對滿足新疆經(jīng)濟快速發(fā)展和電力需求不斷增長的需要具有重要意義。

　　（三）研究有效方式，提高電網(wǎng)安全水平和輸電效率

　　雖然通過雙回750 千伏線路加裝一定比例串聯(lián)補償設(shè)備，可以基本滿足甘肅酒泉風電基地一期外送的需求，但仍存在兩方面的問題。一是系統(tǒng)電壓控制困難，不利于電網(wǎng)安全運行。風電功率具有隨機波動的特點，通道傳輸功率也會頻繁大幅度波動，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓水平變化頻繁，既影響電能質(zhì)量，也使無功補償設(shè)備頻繁投切，嚴重威脅設(shè)備和電網(wǎng)安全運行。二是通道利用率較低，經(jīng)濟代價大。測風數(shù)據(jù)表明，甘肅酒泉風電基地年等效利用小時數(shù)在2200 左右，且大部分時間風電出力較低，使得750千伏輸電線路大部分時間輸送功率均很小，甚至出現(xiàn)零功率輸送的時段，輸電效率較低，經(jīng)濟性較差。按照甘肅酒泉風電一期516 萬千瓦考慮，主要采用690 伏/35 千伏/750 千伏上網(wǎng)外送方式，每個風
電場以12 ～ 14 回35 千伏線路接入9 個330 千伏升壓站，再經(jīng)330 千伏線路接入750 千伏變電站送出。綜合考慮，風電場（含場內(nèi)升壓工程）投資達509億元，再加上配套送出工程投資133 億元，風電機組與送出工程總投資達到642 億元。以此計算，風電到接網(wǎng)點的單位千瓦投資為9868 元，相應(yīng)風電場上網(wǎng)電價為0.69 元/ 千瓦時，考慮電網(wǎng)送出投資后，單位千瓦投資高達12445 元，電網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)電價按0.2 元/ 千瓦時估算，風電場到西北電網(wǎng)電價達到0.89 元/ 千瓦時。因此，建設(shè)750 千伏輸電線路僅僅滿足送出風電的經(jīng)濟代價太大。

　　為解決電網(wǎng)安全和輸電系統(tǒng)效率問題，套建設(shè)一定規(guī)模的火電容量，使風電、火電打捆送出，利用火電的調(diào)峰性能，實現(xiàn)與風電功率的互補，既可平抑外送通道上功率的大幅度波動，確保電網(wǎng)安全，還可以充分發(fā)揮通道的輸電能力，增加線路的利用小時，提高輸電效益。

　　根據(jù)研究，新疆電網(wǎng)與西北主網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)后，2010 ～ 2011 年酒泉風電可與哈密60 萬千瓦火電打捆后送往西北主網(wǎng)。在此送電情況下，由于火電參與風電調(diào)節(jié)，通道輸電功率的隨機波動由100 萬千瓦下降為40 萬千瓦，有利于輸電通道的安全穩(wěn)定運行，同時，輸電通道的年送電量增加了34 億千瓦時，提高了輸電經(jīng)濟性。

　　2015 年，若酒泉風電裝機規(guī)模達到1271 萬千瓦，通過調(diào)峰平衡分析，酒泉風電將無法全部在西北電網(wǎng)消納，需外送的裝機約為400 萬千瓦。經(jīng)輸電規(guī)劃初步研究，擬采用±800 千伏特高壓直流輸送到華中地區(qū)。若采用純風電輸送的方式，由于風電的波動將引起直流輸電功率的頻繁波動，不利于直流系統(tǒng)的可靠運行，且從經(jīng)濟性角度看，輸送風電到達受端電網(wǎng)的落地電價將達0.92 元/ 千瓦時，是受端標桿上網(wǎng)電價的2 倍以上。因此，按照2015 年酒泉外送400 萬千瓦風電考慮，特高壓直流最大輸送容量按720 萬千瓦考慮，為保證電網(wǎng)的安全可靠運行，同時兼顧提高輸電經(jīng)濟性，結(jié)合嘉（嘉峪關(guān)）酒（酒泉）地區(qū)煤電建設(shè)規(guī)劃，可建成360 ～ 560 萬千瓦的火電容量，與酒泉風電打捆外送，以保持直流送電潮流的穩(wěn)定，保證直流系統(tǒng)的可靠運行。同時，若充分利用輸電通道，配套火電裝機達到560 萬千瓦，使輸電通道利用小時數(shù)達到5900 小時以上時，輸電到達受端電網(wǎng)的落地電價將低于受端的標桿上網(wǎng)電價。

　　因此，隨著甘肅酒泉千萬千瓦風電基地后續(xù)項目的建設(shè)，通過合理的風火打捆外送，是有利于西北風電在更大范圍合理消納的有效方式之一。

　　三、若干建議