风电远距离输送的系统优化与对策建议研究

我国长期以来对煤炭、石油等化石燃料的高度依赖,造成了华北、华中地区严重的空气污染。近年来,为了改善大气环境,降低碳排放总量,国家开始大力发展清洁能源,降低煤炭在能源中的消费比重。“十二五”期间,我国风电、光伏的发展取得了高速的增长,装机总量稳居全球首位,新能源电力的发展依旧是“十三五”期间建设的重点。然而,新能源的快速发展也面临一定的消纳难、并网难等问题,我国电力需求与供给的逆向分布,要求电网需具备远距离跨区域输电的能力。因此,发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术,加快现代电网体系建设,以适应大规模的跨区输电和新能源发电的并网,是解决弃风限电和弃光限电问题的关键。由于我国北方地区集中式风电场和太阳能发电站的发电负荷波动大随机性强,且电网调峰能力不足,特高压通道的利用率低,大规模的弃风弃光现象仍然存在。为了提高新能源的利用率,提高特高压输送通道的利用率,提升电网的整体运营效益,本文建立了一种风火储送综合系统模型,以解决当下新能源发展所面临的问题。该模型包括了风力发电场、火力发电站、抽水蓄能电站和特高压输送通道,通过生命周期成本法和最优化建模方法,可以在不同的电力需求情形下,优化配置不同电力设施的装机容量,以达到最佳的电网运行效率。文中以甘肃-酒泉的输供电为例,模拟结果表明:输电前后都需要调峰,这不仅能降低弃风率,也能提高特高压输送效率;抽水蓄能调峰和火力发电调峰有各自本身的优劣,两者实现互补调峰效果更佳;敏感分析显示,决定弃风率和度电成本的关键因素是风火储送的配比,风火储送配比对调峰价格的变化不敏感,但对抽水蓄能总容量的变化敏感。仿真的结果证明了该风火储送综合系统模型对电力设施的优化配置起到比较好的指导作用,可为电力发展规划制定人员提供参考和借鉴。