摘要：本文分析了貴州西部地區已投產風電場和光伏電站歷史出力特性，提出了在計算調峰平衡及地區外送能力校核時，不同運行方式下風電和光伏可利用容量選取。結合電網分區情況及運行方式，分析了貴州西部畢節奢香變供電地區、六盤水北部及威寧電網、黔西南及六盤水南部電網的可再生能源接納能力。最后，針對“十三五”期間貴州西部大規模可再生能源的投產并網情況，緩解電力消納及送出壓力，從政策引導、可再生能源開發和電網建設等方面提出相關措施建議。

　　關鍵詞：貴州西部;可再生能源;消納和送出

　　0引言

　　大規模新能源的開發及利用是我國在新時期做出的一項重要戰略選擇[1]，“十二五”期間，隨著國家新能源相關法規及一系列促進新能源發展政策的頒布和實施，貴州省新能源與可再生能源發展速度明顯加快，開發利用規模顯著提升，截至2018年底，貴州省風電累計并網裝機容量達到3863.6MW，光伏累計并網裝機容量達到1775.4MW。

　　根據貴州省“十三五”新能源及可再生能源相關規劃成果，預測至“十三五”末全省風電并網裝機規模達到6000MW，太陽能光伏發電裝機規模達到2000MW以上[2]。目前全省已有大規模的在建、開展前期工程和規劃的風電場和光伏項目，可再生能源消納及接入電網的需求迫切，其中威寧、六盤水和黔西南等貴州省西部地區問題較為突出。

　　風、光可再生能源消納問題已成為國內可再生能源發展需面臨的最重要問題之一[3-4]，國內已有不少文獻開展了可再生能源消納方面研究工作。文獻[5-8]從系統低谷調峰裕度角度分析了電網接納風電能力，在此基礎上文獻[9-10]考慮了光伏發電的消納，文獻[11-12]提出了基于時序生產模擬的新能源年度消納能力計算方法。

　　新能源的消納能力受系統調峰能力、電網輸電能力、可再生能源并網技術以及調度運行水平等因素的影響[13]，其中系統調峰能力和電網輸電能力是最主要的限制因素。上述已有研究文獻僅從系統調峰能力角度從整體上分析電網消納能力，而針對電網輸電能力約束的電網新能源消納研究較少。本文結合貴州西部風電和光伏的規劃情況，從本地消納及電網輸電能力的角度出發，評估“十三五”末貴州西部可再生能源電力消納形勢，充分發揮規劃的前瞻性和指導性作用，促進可再生能源開發利用和電網規劃建設的協調發展[14-16]。

　　1新能源出力特性分析

　　貴州氣候特點存在明顯的季風性、高原性和多樣性特征。風資源方面，貴州省內總體風速較小，平均風速西部最大，最大風速出現在畢節市的威寧縣，其風速為3.2m/s;光照資源方面，全省太陽能資源不豐富，太陽總輻射值最高的區域在畢節市的威寧縣，其次是六盤水市的盤縣和黔西南州的興義市。

　　因此，從資源條件角度分析，西部地區是貴州省內風、光可再生能源利用條件最優秀的地區。風、光可再生能源出力具有很強的隨機性和波動性，在電網規劃研究中主要關注的指標包括年最大出力曲線、月最大出力曲線、月平均出力曲線及出力概率分布等[7]。以下選取了2016-2018年貴州省西部地區已投運滿一年的風電場和光伏電站全年每5min采樣的出力數據進行分析。

　　1.1風電場出力特性

　　風電最大出力出現在春冬季，2016-2018年最大出力分別可達到總裝機容量的83%、86%，而夏秋季節年最大出力比春冬季節低約20%。對2018年各季節的全省風電日平均出力曲線進行統計。綜合考慮各季度的平均出力曲線變化趨勢，春冬季節平均出力比夏秋季節高，各季度日平均出力曲線中最大出力時段基本出現在0點至6點，最小出力時段出現在10點至20點，反調峰特性突出。選取2016-2018年春冬季節(11月到次年4月)負荷高峰時段(16點到21點)和負荷低谷時段(1點到6點)，夏秋季節(5月到10月)負荷高峰時段(9點到14點)和負荷低谷時段(1點到6點)進行風電場出力概率分布統計。

　　其中夏秋季負荷高峰時段風電場最大出力相對偏低，最大出力在50%～60%之間的概率達到3.25%;低谷時段最大出力在60%～70%之間的概率為3.20%。春冬季負荷高峰時段風電場最大出力比夏秋季有所提高，出力在60%～70%之間的概率為2.70%;春冬季低谷時刻最大出力在60%～70%的概率為4.20%。

　　根據上述風電場歷史出力數據分析，在校核調峰電源規劃及網架外送能力研究時，按出現概率超過2%的最大出力范圍值作為風電的利用容量，基本可以反映了風電大發的嚴苛情況，因此，在計算調峰平衡及地區外送能力校核時，豐期大、小方式和枯期大、小方式下風電場可利用容量分別按裝機容量的0.6、0.65、0.65和0.7考慮。

　　1.2光伏電站出力特性

　　對貴州省西部地區已投運滿一年的光伏電站進行分析。2018年全年逐月光伏最大出力均達到裝機容量的80%以上。光伏電站出力相對集中，在地區外送能力校核時，可利用容量按裝機容量的0.8考慮。

　　2貴州西部可再生能源能力接納分析

　　地區接納可再生能源的能力取決于當地電力需求、負荷特性、電源結構及網架外送能力等方面。目前貴州省西部畢節、六盤水和黔西南等地區主要是以電力外送為主，因此進行可再生能源能力接納分析時需重點關注網架結構及運行方式。結合電網運行方式，畢節除威寧外其它地區統一供電，威寧地區主要通過六盤水北部電網轉供，六盤水南部地區主要通過黔西南地區電網轉供。

　　根據目前掌握的已投產、核準在建、準備開工及開展前期工作的風、光可再生能源，并結合本地負荷和常規電源出力情況，綜合計算該區域的受限電力及接納新能源能力，計算原則考慮如下：1)分別按豐枯期的大小方式對上述供電區域進行電力平衡分析，不考慮備用容量;2)電網外送極限能力需滿足電網安全穩定N-1要求;3)各地區豐期大方式光伏發電可利用容量按0.8，枯期高峰負荷出現在19點左右，因此不考慮光伏出力;結合風電場出力特性分析結論，各地市風電可利用容量豐期大、小方式按0.6和0.65考慮，枯期大、小方式按0.65和0.7考慮。地區水電豐枯期可利用容量分別按0.9和0.1考慮。

　　2.1貴州西部電網現狀及電網規劃

　　目前，畢節奢香變供電地區外送通道為500kV奢香變單主變加220kV茶鴨雙回線路，“十三五”電網規劃擴建500kV奢香變2號主變，投運后網架最大送出能力約270萬月。六盤水北部及威寧地區電網電力外送通道為500kV六盤水主變加220kV普六雙回線路，最大外送能力約54萬。“十三五”電網規劃新增威寧外送500kV輸電通道，將威寧部分新能源打捆送出。黔西南及六盤水南部地區外送通道為500kV金州變雙主變，“十三五”電網規劃擴建500kV金州變3號主變，投運后最大外送能力約200萬kW。

　　2.2畢節奢香變供電地區

　　2020年畢節奢香變供電地區主要受限于豐水期水電出力提高等條件約束。無法滿足區內全部新能源電力送出需求，存在豐大方式限電棄風的風險。

　　2.3六盤水北部及威寧地區電網

　　2020年六盤水北部及威寧地區電網主要受限于豐水期水電出力提高等條件約束。無法滿足區內全部新能源電力送出需求，存在豐水期限電棄風棄光的風險。

　　2.4黔西南及六盤水南部電網

　　2020年黔西南及六盤水南部地區主要受限于豐水期水電出力提高等條件約束。無法滿足區內全部新能源電力送出需求，存在豐水期限電棄風棄光的風險。

　　3促進可再生能源消納措施建議

　　結合上述分析，為了應對“十三五”期間貴州西部地區大規模可再生能源的投產并網，緩解電力消納及送出壓力，從政策引導、可再生能源開發和電網建設等方面提出相關建議和措施。政策引導方面：1)建議結合各地區電網規劃情況統籌考慮新能源的建設規模及開發時序，鼓勵“十三五”期間優先開發省內東部地區風電資源，放緩開發西部地區風電和光伏發電資源的步伐;2)建議開展抽水蓄能建設、發展調峰氣電、配套電化學儲能及實施電能替代等相關專題研究，進一步提高全省及地區新能源消納能力;3)建議開展電力市場化改革下優化新能源補貼及電價機制、建立和完善輔助服務市場機制等相關專題研究，促進電改形勢下新能源電力消納。可再生能源開發方面：1)建議根據不同地區新能源消納及外送情況，合理調整新能源開發策略，適當控制威寧、六盤水和黔西南等地區風電和光伏的開發建設進度;2)建議在電力送出受限區域的風電場或光伏電站開展配置電化學儲能設備試點研究工作，提高運行靈活性。

　　電網建設方面：1)建議加快推進“十三五”期間畢節、六盤水和黔西南等地區加強電網外送能力的基建項目工作，保障項目按期投產;2)建議統籌考慮六盤水、黔西南等電力受限地區的煤電發電計劃，并優化機組運行方式，以避免出現棄風棄光情況發生。

　　4結論

　　針對“十三五”期間貴州西部大規模可再生能源的投產并網形勢，本文基于地區電網分區運行方式，結合本地負荷及外送能力分析了“十三五”末畢節奢香變供電地區、六盤水北部及威寧電網、黔西南及六盤水南部電網的可再生能源接納能力。為緩解可再生能源電力消納及送出的壓力，本文從政策引導、可再生能源開發和電網建設等方面提出相關措施建議，為避免棄風棄光問題，實現新能源產業持續健康有序發展提供決策參考。

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