浅析阜康抽水蓄能电站对新疆乌昌电网的调峰作用

(中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司，新疆 乌鲁木齐 830002)

浅析阜康抽水蓄能电站对新疆乌昌电网的调峰作用

陈成关文婷

(中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司，新疆 乌鲁木齐 830002)

近年来，新疆电源装机呈现高速发展态势，新能源装机与可调节电源的比例呈进一步扩大趋势，新能源消纳、调峰形式进一步严峻，新能源弃电比和调峰缺口均继续大幅增加，大规模新能源消纳将进一步增大电网承载压力和运行控制难度。本文从新疆乌鲁木齐及昌吉核心电网负荷特性出发，分析研究拟建的阜康抽水蓄能电站投运后，对提高乌鲁木齐及昌吉电网调峰能力的作用。

抽水蓄能电站；电网；调峰

新疆电源装机近年来呈现高速发展态势，新能源装机与可调节电源的比例呈进一步扩大趋势，新能源消纳、调峰形式进一步严峻，2016年全疆电网调峰最大缺口192万kW，全年累计弃风电量38.40%，弃光电量31.80%，其中因调峰原因受限新能源电量接近80%。预计到2020年，新疆新能源装机与可调节电源的比例将进一步扩大，新能源弃电比和调峰缺口均将继续增加，大规模新能源消纳将进一步增大新疆电网的承载压力和运行控制难度。为满足新疆电网的调峰需要，计划于“十三五”期间建设阜康抽水蓄能电站。

阜康抽水蓄能电站位于新疆昌吉阜康市境内，计划建设4台300MW抽水蓄能机组，电站调节库容698万m3，日抽水利用小时数7h，日满负荷发电利用小时数5h，设计年发电量20.06亿kW·h，年发电利用小时1671h；设计年抽水电量26.74亿kW·h，年抽水利用小时2228h；综合效率为75%。阜康4×300MW抽水蓄能电站建成后，将承担乌昌地区电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等任务。

1 乌鲁木齐昌吉电网概况

根据国网新疆公司的接入系统审查意见，阜康抽水蓄能电站2020年建成后接入新疆的负荷中心，即乌鲁木齐、昌吉核心电网(以下简称乌昌电网)。乌昌电网运行电压为750kV/220kV，到2020年乌昌电网装机容量将达3300万kW，其中火电装机2656万kW、风电装机420万kW、光伏装机90万kW、抽水蓄能120万kW(见表1)。

表1 乌昌电网装机容量 单位： 万kW

2 电网调峰存在的问题

2.1 电源结构不合理

新疆电网电源结构以火电、水电和风电为主，尤其是火电装机占比过高，占总装机的56.3%；风电、光伏占总装机的33.7%；水电仅占总装机的8.2%。新疆的水电主要集中在阿勒泰的额尔齐斯河、伊犁的伊犁喀什河、巴州的开都河及阿克苏河流域，而位于负荷中心的乌昌核心电网附近没有大规模水电，主要以火电和风电为主，两者占比达到90%以上。

2.2 调峰执行力较差

近年来，乌昌地区神火、其亚、宜化、东方希望、嘉润、信发等自备电厂陆续投产，全网调峰矛盾加剧。尤其在冬季火电机组供暖，机组需要维持较高出力时自备电厂参与调峰执行力较差，为保证外送功率在上级调度规定范围内，在采取各种措施的基础上仍需控制大量风电出力，造成清洁能源浪费。目前全疆自备电厂装机达1770万kW，占全网总装机的26.9%，占火电装机的47.8%，其所带负荷均为基荷，基本上不参与系统调峰。

2.3 风电因电网调峰困难出力受限问题依然存在

随着能源基地建设，特别是新能源的大规模建设，电网总装机规模已远超用电负荷。风电、供热机组、自备电源的快速发展，使新疆电网调峰日趋困难，尤其冬季调峰压力突出。

3 调峰平衡分析

3.1 平衡原则

选择2020年作为调峰水平年，多家电站参与平衡，火电参与调峰。虽然乌昌电网新增火电装机多为300MW及以上的机组，但是其中自备电厂装机和供热机组所占的比例较大，冬季供暖期调峰能力受限。按照单机容量300MW机组最小技术出力率为额定容量的50%，其余机组最小技术出力为额定容量的70%，热电厂供热机组在供热期最小技术出力为额定容量的80%，在考虑自备电厂参与系统调峰的情况下，2020年供热期间火电机组综合调峰能力为39%左右，非供热期间火电机组综合调峰能力为46%左右(见表2)。

表2 新疆电网火电机组调峰特性

其它电源参与调峰。乌昌地区水电均为径流式电站，因此和光伏不参与调峰；风电安装容量的50%参与调峰平衡；抽水蓄能电站按装机容量的2倍参与调峰平衡。

3.2 平衡结果分析

根据上述平衡原则，2020年乌昌核心电网调峰容量盈亏平衡结果见表3。

表3 2020年乌昌电网调峰平衡(抽蓄水电1200MW) 单位： 万kW

注平衡表中考虑自备电厂参与系统调峰。

从表3平衡结果可知，2020年乌昌电网最大峰谷差达886万kW，出现在冬季11月份。若无阜康抽水蓄能电站的投入，要满足2020年乌昌电网调峰需求，要求乌昌火电机组最大调峰率达到51%，这对于冬季以供热机组为主的电网来讲显然是不经济的，也是难以实现的。而阜康抽水蓄能电站投入后，乌昌电网火电最大调峰率将从51%下调到42%，火电最大调峰率下降达9个百分点。因此，阜康抽水蓄能电站的投运将对乌昌电网调峰起到非常明显的改善作用。

4 结 论

阜康抽水蓄能电站建成后对提高乌昌电网乃至新疆电网电力系统安全稳定运行水平、保证供电质量具有重要作用。第一，抽水蓄能电站调峰填谷具有明显的节煤作用，将有利于火电机组的可靠运行，实现电力系统节能减排。第二，抽水蓄能电站具有适应负荷快速变化的特性，从抽水工况到满负荷运行一般只需有2～3min就可以快速大范围调节出力，可满足系统事故情况下的快速调节要求。第三，可充分发挥与风电运行的互补性，提高电力系统对风电等可再生能源的消纳能力。

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BriefAnalysisonPeakRegulationEffectofFukangPumpedStoragePowerStationonXinjiangWuchangPowerGrid

CHEN Cheng, GUAN Wenting

(ChinaEnergyEngineeringGroupXinjiangElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.,Urumqi830002,China)

In recent years, Xinjiang power installed capacity shows high speed development trend. The ratio between new energy installed capacity and adjustable power supply is further expanded. New energy consumption and peak regulation situation are further severed. New energy electricity waste ratio and peak regulation gap are greatly increased continuously. The power grid bearing pressure and operation control difficulty will be further increased through large-scale energy consumption. The paper starts with core power grid load characteristics of Xinjiang Urumqi and Changji, and the effect on improving the power grid peak regulation ability in Urumqi and Changji after to-be-constructed Fukang pumped storage power station is put into operation.

pumped storage power station; power grid; peak regulation

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.08.008

TV743

：A

：1673-8241(2017)08-0030-03