从战略、战术层面提高辽宁电网新能源接纳能力研究

李常信，宋颖巍，张明理，史 喆，商文颖

从战略、战术层面提高辽宁电网新能源接纳能力研究

李常信，宋颖巍，张明理，史 喆，商文颖

（国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015）

介绍了辽宁地区新能源现状及其接纳存在的主要问题，辽宁地区新能源分布及规划情况。从战略层面分析了提高辽宁电网新能源接纳能力的措施，从狭义和广义的角度分析新能源送出和新能源消纳。结合国家电网公司“十三五”电网规划、辽宁省“十三五”电网规划、辽宁省“十三五”能源规划，从战术层面给出提高辽宁新能源接纳能力的措施；综合全局，给出一些建议。

战略；战术；接纳能力；网架约束；调峰

1 辽宁地区新能源现状及其接纳存在的主要问题

1.1 新能源现状

截止2014年底，辽宁省核电装机容量达到2 000 MW，占总装机容量的4.77%，风电装机容量达到6 083.86 MW，占总装机容量的14.51%，光伏电站装机容量达到69.914 MW，占总装机容量的0.17%。

1.2 新能源接纳存在的主要问题

a.新能源密集地区网架送出能力受限

电力体制改革已把电源规划与电网规划分属不同的单位，电源规划与电网规划之间缺乏协调，这就造成电源规划与电网规划不匹配，电网的建设周期要远大于电源尤其是风电等新能源的建设周期，这最终导致部分新能源发展较为快速的地区由于网架约束送不出去。

b.电网调峰［1-2］比较困难限制新能源接纳能力

由于辽宁地区2014年用电负荷增长缓慢，省调直调供热机组容量大幅增加，冬季低谷负荷期间，省调机组最小发电出力已大于用电负荷，电网调峰问题十分突出，核电机组被迫降出力或者停机备用参与电网调峰，部分地区被迫弃风，造成新能源浪费。

2 辽宁地区新能源分布、送出受限及规划情况

2.1 新能源分布情况

辽宁省是我国风能、太阳能资源比较丰富的省份。全省常年多风、日照较多，极具开发利用价值。其中，辽北地区处于我国“三北”风带上，南部2 000余km的海岸属我国东部沿海风带，辽西和沿海地区太阳能辐射量较大，东部山区辐射量较小。辽宁省53个气象站累年（1971～2000年）风速分布如图1所示（单位：m／s），辽宁省有效风力小时数分布如图2所示（单位：h），辽宁省日照小时数分布如图3所示（单位：h），辽宁省日照总辐射量分布如图4所示（单位：MJ／m2）。

由于核电本身的技术特点，核电多建设在沿海人烟较少的地方。

辽宁已投产新能源分布情况如图5所示。

2.2 新能源受限情况

a.因网架原因受限

图1 辽宁地区风速分布情况

图2 辽宁地区有效风力小时数分布情况

图3 辽宁地区日照小时数分布情况

图4 辽宁地区日照总辐射量分布情况

图5 辽宁已投产新能源分布情况

辽宁北部的阜新彰武、沈阳法库以及铁岭调兵山地区电源送出能力不足，在大风日，为防止线路过载，仍然采取限制风电出力的措施。受一次网架制约，辽宁地区仅2011年累计限制风电电量达到1.94亿kWh。

b.因调峰原因受限

2015年红沿河核电3台机组如同时并网运行，非供暖期电网调峰勉强通过，但是需要大量弃风。辽宁2015年分月低谷弃风情况预测如表1所示（负号表示弃风）。供热初期、末期存在调峰缺口，中期调峰缺口将进一步加大。全年低谷时段大规模弃风问题将成为常态。

2.3 新能源规划情况

根据辽宁省“十三五”电网规划，辽宁地区新能源装机规划情况如表2所示。截止2014年底，辽宁地区已在大连投产200万kW的核电机组，规划2020年投产葫芦岛徐大堡核电125万kW机组，2025年再投产徐大堡核电125万kW机组，2030年再投产徐大堡核电250万kW机组。

表1 辽宁2015年弃风预测情况万kW

表2 辽宁省新能源规划情况kW

3 辽宁负荷预测情况

3.1 用电量需求预测

综合采用3种以上负荷预测方法并参考专家意见，预计辽宁省2020年、2025年、2030年全社会用电量将分别达到3 000亿kWh、3 615亿kWh、4 291亿kWh，分别年均增长6.4%、3.8%、3.5%。

3.2 最大负荷预测

利用已预测出的全社会用电量，参考最大负荷小时数，并结合相关因素，预测全社会最大负荷，预计辽宁省2020年、2025年、2030年最大负荷将分别达到4 940万kW、6 140万kW、7 330万kW，分别年均增长6.6%、4.4%、3.6%。

4 从战略层面提高新能源接纳能力

新能源接纳从战略层面包含新能源送出和新能源消纳两个方面，实现新能源省区内全部送出是实现新能源全部消纳的基本前提，实现能源跨区无障碍送出是实现新能源全部消纳的战略保障。

4.1 新能源送出

新能源送出包含狭义的区域内送出和广义的跨区送出两个方面。区域内送出并不必然等于跨区送出，跨区送出会更有利于解决区域内送出问题。解决区域内送出问题可以利用完善现有电压等级电网实现区域内新能源消纳，也可以升级新能源地区电压等级，汇集新能源和常规能源实现跨区新能源消纳。在窝电的东北地区，升级新能源地区电压等级，汇集新能源和常规能源实现跨区新能源消纳由于其具有远期战略价值更是优势策略选择。对于新能源装机规模不大的地区，可以经过经济技术比较，选择完善现有电压等级电网实现新能源区域内送出。

4.2 新能源消纳

新能源消纳包含狭义的区域内消纳和广义的跨区消纳两个方面。如果新能源所在地区电源结构合理、电源和负荷的匹配能力合理、网架结构合理，新能源就可以实现本地区就地消纳；而辽宁所处的东北地区，截止2014年底，全社会最大负荷在6 000万kW左右，电源装机接近12 000万kW，“窝电”问题突出。随着大型煤电、风电基地开发及核电机组的陆续投产，“十三五”期间东北地区仍将延续电力富裕形势，2020年东北地区整体富余电力在1 800万kW左右；辽宁本地区电源结构热电机组比重大，水电装机少，低谷调峰的困难制约风电及核电等新能源的发展空间；诸多原因造成了辽宁本地区新能源无法实现本地区全部消纳，只能跨区送出实现新能源完全消纳。

5 从战术层面提高新能源接纳能力研究

5.1 升级新能源规模较大地区电网电压等级

规划2016年投产的阜新500 kV输变电工程、2020年投产的铁岭铁北500 kV输变电工程不仅可以梳理本地区220 kV网架结构实现新能源区域内送出，还可以捆绑当地富裕常规能源以更低损耗、更大范围的方式实现资源优化配置。

5.2 完善现有跨区输电通道可靠性

现在东北地区和华北地区输电通道仅有高岭背靠背一个通道［3］，输电能力仅有300万kW，东北地区连接高岭背靠背东北侧的输电通道只有高沙双回线1个通道。2015年3月27号，辽宁省500 kV高沙一、二线由于山火造成相继故障停运，导致绥中电厂3、4号机组解列，高岭换流站4个单元闭锁，影响东北向华北送电，给电网安全带来较大威胁。

规划2018年投产的葫芦岛宽邦500 kV输变电工程将给高岭背靠背东北侧提供另1个输电通道，提高东北向华北送电的可靠性。

5.3 升级跨区输电网电压等级

2018年规划建设“特高压西部输电通道”，即蒙东巴彦托海—大庆西—白城—扎鲁特—锦州特高压交流输变电工程，并建设扎鲁特—河南驻马店800 kV特高压直流工程，汇集东北多余火电、风电、核电，送入“三华”电网，辽宁建设锦州特高压变电站；2020年规划建设“东部特高压输电通道”，即哈尔滨东—长春东—沈阳东—营口特高压交流输变电工程，以及大庆西—哈尔滨东、扎鲁特—沈阳东特高压交流输变电工程，建设巴彦托海—山东青州±800 kV特高压直流工程。

与东北特高压［4］输变电工程相配套，规划2018年投产锦州特高压变电站500 kV配套工程、2020年投产沈阳东特高压变电站500 kV配套工程、2020年投产营口特高压变电站500 kV配套工程，实现东北特高压与辽宁500 kV主干网相衔接，实现辽宁多电“送的出”、缺电“进的来”，大大提高辽宁电网事故情况下的区内电力互供调剂和电源优化调配能力，增强电网抵御重大自然灾害能力，同时也大大增强辽宁电网新能源接纳能力。

5.4 大力加强抽水蓄能［5-6］机组建设，优化辽宁地区电源结构

规划2025年投产的抚顺清原180万kW抽水蓄能机组、2030年投产的本溪桓仁140万kW抽水蓄能机组、2030年投产的葫芦岛兴城120万kW抽水蓄能机组、2030年投产的大连庄河80万kW抽水蓄能机组将显著改善辽宁地区的电源结构，缩小峰谷差，显著提高辽宁地区新能源接纳能力，减少弃风、弃核等现象发生。

5.5 加大用户侧储能研究力度，推广用户侧储能装置

建议国家加大力度研究用户侧大规模储能装置，使用峰谷电价、财政补贴等具有高杠杆价值作用的措施，鼓励削峰填谷用电，与优化电源结构协同作用，促进新能源接纳能力得到提升。

6 建议

a.将提升新能源送出能力的特高压纳入国家能源发展规划。将辽宁特高压发展规划纳入国家能源发展规划，推动辽宁电力外送通道的规划与建设，为“十三五”特高压落地辽宁奠定基础，促进新能源区域内消纳向跨区消纳转变。

b.将有利于新能源送出的省内电网工程纳入辽宁能源规划及地方经济发展规划。进一步发挥政府在电网建设中的主导作用，做好变电站站址及线路走廊的规划预留及保护，为电网建设提供良好环境。

c.做好应急调峰措施的落实工作。按照东北能监局印发的《东北区域火电厂最小运行方式（2014）》文件，严格执行文件核定的火电机组停机、热网尖峰备用锅炉可替代供热的减出力调峰措施，结合供暖期各地区实际供热情况，必要时对火电机组的最小方式进行适度调整，确保特殊情况下电网调峰安全。

［1］ 叶 鹏，马晓东，朱 钰，等.核电机组参与电网联合调峰策略研究综述［J］.东北电力技术，2014，35（9）：55-59.

［2］ 张子信，王珊珊，白 哲.东北电网统一调峰机制研究［J］.东北电力技术，2014，35（11）：1-4.

［3］ 李常信，常福刚，孙 刚，等.东北电网应对大规模新能源接入运行管理机制研究［J］.东北电力技术，2014，35（11）：5-8.

［4］ 孙 涛，许 梁，徐 箭，等.风电经特高压线路并网时湖北电网调峰方案［J］.电网技术，2014，38（10）：2721 -2728.

［5］ 徐 飞，陈 磊，金和平，等.抽水蓄能电站与风电的联合优化运行建模及应用分析［J］.电力系统自动化，2013，37（1）：149-154.

［6］ 赵 洁，刘涤尘，雷庆生，等.核电机组参与电网调峰及与抽水蓄能电站联合运行研究［J］.中国电机工程学报，2011，31（7）：1-6.

Research on Improving New Energy Receptiveness of Liaoning Grid in Strategic and Tactical

LIChang⁃xin，SONG Ying⁃wei，ZHANG Ming⁃li，SHIZhe，SHANGWen⁃ying
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China）

This paper introduces the present situation of new energy and themain problems of new energy receptiveness of Liaoning. The distribution of new energy and plan situation of Liaoning are analyzed.New energy to send and acceptance in a narrow sense and a broadest sense are analyzed.Themeasureswhich adds the ability to accepting new energy from tactical level are proposed through com⁃bining the 13th five⁃year power plan of State Grid，the 13th five⁃year power plan of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.and the 13th five⁃year energy plan of Liaoning and some suggestions are given throughout the whole.

Strategic；Tactical；Receptiveness；Grid constraint；Peak regulation

F426.61

A

1004-7913（2015）07-0015-04

李常信（1982—），男，硕士，工程师，主要从事电网规划工作。

2015-04-10）