基于风电时域特性分析的购电量研究

李冬雪，杨继业，于大勇，刘 涛，陈友慧

（国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015）

基于风电时域特性分析的购电量研究

李冬雪，杨继业，于大勇，刘 涛，陈友慧

（国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015）

近几年随着新能源的不断发展，风电并网所带来的各种问题成为人们研究的热点。辽宁电网作为连接东北电网和华北电网的电力通道，既要满足本省电力供需平衡，又要将吉林、蒙东等多余电力输送出去，为提高电网运营效益和保障电网安全，建立了风电并网时域特性分析模型，分析了风电并网对公司购电量结构的影响，给出了不同时段公司购电量的结构比例，为公司运营决策提供技术支持。

风电并网；购电量结构；电力平衡；时域特性

1 风资源时域特性模型

为分析一年中不同季度以及每日不同时段辽宁电网风电消纳对公司购电量结构的影响，建立风电时域特性分析模型，默认1～3月份为第一季度。将全年的基础数据按季度划分，并根据各季度1～24时段的实际数据取各时段运行数据的平均值，最终展示在曲线图中便于对比分析［1-2］。

以风电发电量为例，假设全年第i天（i＝1，2，…，366）的全网风电24 h发电量为hi1，hi2，…，hi24。

则计算第I季度（I＝1，2，3，4） 全网风电24 h发电量均值

2 时域特性分析

应用风电时域特性分析模型进行计算［5］，结果见图1。

图1 辽宁各季度风电小时发电量均值曲线

从图2可以看出，辽宁电网风电发电量第二季度最高，第四季度最低。风电发电量高峰主要出现在13～18时段、22～0时段；风电发电量低谷主要出现在2～7时段。

从图2可以看出，辽宁电网全网供电电量第四季度最高，第一、二季度较低。第一季度由于全网供电电量较低，所以风电发电量也相对较低。对比图1和图2可以发现，风电发电量的时域特性与全网供电电量的时域特性相近，说明目前全网负荷不足是限制风电并网电量的主要因素。

从图3可以看出，辽宁电网火电发电量第二季度最低，对比图1发现，第二季度风电发电量较高。由此可知，辽宁电网主要通过压低火电机组出力来消纳风电电量。

从图4可以区分出辽宁电网的丰水期和枯水期，第二、三季度处于丰水期，全网水电小时发电量约在（40～60）万kWh；第一、四季度处于枯水期，全网水电小时发电量约在20万kWh以下。与辽宁电网火电和风电发电量相比，辽宁水电资源匮乏，几乎不能起到调峰作用。

图2 辽宁各季度全网小时供电量均值曲线

图3 辽宁各季度火电小时发电量均值曲线

图4 辽宁各季度水电小时发电量均值曲线

3 电量购入方案

第一季度：供暖期和枯水期。火电发电量占比居四季度之首为 75.2%；水电发电量占比仅为0.68%；风电发电量占比5.44%。

第二季度：非供暖期和丰水期。火电发电量占比在四季度中最低为66.85%；水电发电量占比为2.54%；风电发电量占比居四季度之首，为7.3%。

第三季度：非供暖期和丰水期。火电发电量占比为69.29%；水电发电量占比为2.68%；风电发电量占比在四季度中最低，为4.91%。

第四季度：跨入供暖期，处于枯水期。火电发电量占比未有明显的上升趋势，保持为69.23%；水电发电量占比降低为0.44%；风电发电量占比上升为6.58%。

通过季度对比，辽宁全网火电在供暖期与非供暖期的发电量占比差值约为5%～10%；全网水电在丰水期与枯水期的发电量占比差值约为2%；全网其他发电量占比平均维持在23%，仅有第一季度供暖期时占比降为18%左右。可根据时域特性划分辽宁电网新能源消纳模式，并分析风电并网对公司购电量结构的影响。

a.供暖期＋枯水期

通过降低全网其他发电量占比，在火电大发供暖的情况下，维持风电消纳规模。购电量结构中，“火电∶水电∶风电∶其他”的比例约为76∶0∶4∶20。

b. 非供暖期＋丰水期

在省内火电可以压低出力的情况下，增大了全网其他发电量占比。购电量结构中， “火电 ∶水电∶风电∶其他”的比例约为67∶3∶7∶23。

c.非供暖期＋枯水期

水电小发，盈余出约3%的发电量份额，进一步扩大全网其他发电量占比。购电量结构中，“火电∶水电∶风电∶其他”的比例约为67∶0∶7∶26。

由此可见，在 “非供暖期＋枯水期”的消纳模式下，风电发电量占比本有可能达到10%，但实际运行中增加了全网其他发电量（包括联络线送入电量）的占比。结合风电并网对公司效益的影响，可以看出接纳风电并网会使电网公司效益处于亏损状态，所以电网公司通过选择其他发电方式来适当弥补风电并网带来的损失。此处，由于 “全网其他发电量”项目包括联络线送受电量和全网其他新能源发电量等，需要进行进一步分析。

4 结束语

针对辽宁风电消纳现状，提出了风电并网时域特性分析模型。根据时域特性划分辽宁电网风电消纳模式，并分析风电并网对公司购电量结构的影响，给出了不同时段公司购电量的结构比例，为公司运营决策提供技术支持。

［1］F.Guo，Z.D.Wang，S.Wang，Y.Huang，L.Zhang，Con⁃sumption stuation and tansmission mdes of wnd pwer in Chi⁃na.Electric Power Construction，35（2），pp.18-22，2014.

［2］L.N.Li，Y.Qiao，Z.X.Lu，J.Li，An evaluation index system for wind power statistical characteristics in multiple spatial and temporal scales and its application.Proceedings of the CSEE，33（13），pp.53-61，2013.

［3］YANG Zhenbin，ZHU Ruizhao，XUE Heng.Two new concepts on energy assessment in wind farm：equivalent wind speed，a⁃vailable wind power density.Acta Energiae Solaris Sinica，28（3），pp.248-251，2007.

［4］JIA Wenzhao，KANG Chongqing，LI Dan，Evaluation on capa⁃bility of wind power accommodation based on its day-ahead fore⁃casting.Power System Technology， 36 （8）， pp.69 -75，2012.

［5］YANG Xinli，LIN Yong.Mechanism of wind power impacting the voltage of power grid.Wind Power Generation，6（4），pp.37-39，2012.

Research on Power Consumption Based on Time Domain Characteristics Analysis of Wind Power

LI Dongxue，YANG Jiye，YU Dayong，LIU Tao，CHEN Youhui
（Economic Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China）

In recent years，with the continuous development of new energy，the problems of wind power grid become a hot topic.In order to im⁃prove the efficiency of power grid operation and ensure the safety of power network，a model of wind power grid connected time domain character⁃istic analysis is established in this paper.The influence of wind power integration on the power consumption structure is analyzed，the structure proportion of power consumption in different period of time is given which provides technical support to company operation decision.

wind power grid connected；power consumption structure；power balance；time domain characteristics

TM614

A

1004-7913（2017）03-0011-02

李冬雪（1979），女，博士，工程师，从事电力系统规划设计关键技术研究。

2016-11-10）