计及多能互补系统出力特性的分散式风电规划

陈正华，曹叶章，邓 杰，陈 浩

（国网扬州供电公司，江苏 扬州 225009）

0 引 言

分散式风电是指所产生电力可自用，也可上网且在配电系统平衡调节的风电，其出发点是把分散的风能资源利用起来，对于解决远距离输电带来的能源损耗问题具有重大意义[1-2]。

2011年11月，国家能源局下发《分散式接入风电项目开发建设指导意见》，对分散式风电项目的接入条件、分散式风电项目选址、前期工作与核准以及接入系统技术要求与运行管理等提出了指导性意见。2018年4月，国家能源局颁发了《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》，文件明确指出要鼓励推行分散式风电发展。

为积极策应能源变革的落地实践，推进分散式风电的有序发展，本文提出分散式风电可增装机评估方法（IICEM），将分散式风电规划问题量化，使规划与实际电网相适应，保证电网的安全稳定运行[3]。

1 基于IICEM的分散式风电规划

1.1 分散式风电规划原则

根据国家能源局文件《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》，分散式风电规划原则主要包含以下四个方面[4]。

（1）电压等级。分散式风电接入电压等级为110 kV及以下。

（2）接入方案。对于以35 kV及以下电压等级接入分散式风电，其接入方案优先考虑T接或π接。

（3）装机容量。在一个并网点接入的风电容量上限以不影响电网安全运行为前提，统筹考虑各电压等级的接入总容量。

（4）消纳要求。分散式风电应在110 kV及以下电压等级内消纳，不向110 kV的上一级电压等级电网反送电。

1.2 计及多能互补系统耦合特性的IICEM基本理论

根据章节1.1所述的规划原则，本文采用IICEM作为分散式风电规划的量化指标。地区电网主要由220 kV主网和110 kV及以下的配网构成。因此，对于分散式风电的规划分为220 kV变电站和110 kV及以下变电站两种场景，各场景下潮流流向如图1所示。

对于220 kV变电站，其电源出力不应超过最低负荷，即IIC指标为最低负荷与电源出力的差值[5-6]。

对于110 kV及以下电压等级变电站，其IIC指标为其最低负荷和电源出力差值与上级主供变电站IIC指标二者间的最大值。

1.3 基于IICEM的地区电网分散式风电规划方法

1.3.1 220 kV变电站主变中/低压侧的IIC指标

220 kV变电站主变中低压侧分散式风电IIC指标主要由该变电站中低压侧负荷决定，受接入中低压侧的常规电源及新能源影响，计算公式为：

其中，P220为220 kV变电站主变中/低压侧IIC指标；PL2、PG2、PS2、PW2分别为中低压侧负荷、常规电源装机、光伏装机及风电装机；a、b、c、d分别为负荷系数、常规电源出力系数、光伏及风电出力系数。

图1 分散式风电规划各场景下潮流流向示意图

1.3.2 35/110 kV变电站主变的IIC指标

考虑到分散式风电需在110 kV及以下电压等级消纳，故35/110 kV变电站高压侧分散式风电IIC指标取该变电站低谷总负荷和电源出力差值与上级主供变电站中/低压侧分散式风电IIC指标的最大值。计算公式为：

其中，P35/110H*为35/110 kV变电站主变高压侧可增装机规模；PLH1、PGH1、PSH1、PWH1分别为该变电站负荷、常规电源装机、光伏装机和风电装机；Pmain为上级主供变电站中/低压侧分散式风电IIC指标。

需注意，线路倒送潮流不超过线路额定容量的80%，即：

其中，P35/110H为35/110 kV变电站高压侧IIC指标；SL为35/110 kV变电站主供线路额定容量。

2 多能互补系统的出力特性分析

2.1 夏季高峰负荷新能源出力

分析风电光伏夏季高峰出力情况，7月高邮风电最大出力系数99%；光伏最大出力系数95%。光伏与风电出力最大值相对分散，在2018年7月22日11:00光伏与风电最大负荷有所重叠，叠加可占两者容量的92%。

2.2 冬季低谷负荷新能源出力

分析风电和光伏冬季低谷负荷出力情况，2月份高邮风电最大出力系数100%；宝应光伏最大出力系数94%。光伏与风电出力最大值相对分散，在2018年2月5日13:00光伏与风电最大负荷有所重叠，叠加占两者容量的68%。

3 算例分析

以扬州电网部分220 kV、110 kV变电站为例，计算其分散式风电IIC指标，如表1、表2所示。

表1 220 kV变电站IIC指标

表2 110kV变电站IIC指标

4 结 论

本文计及风电光伏多能互补系统的耦合特性进行分散式风电规划，运用分散式风电可增装机评估方法（IICEM），量化可接入容量指标，细化分散式风电规划布局，有利于实现电网与新能源的可持续发展。