【正文】 烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電消納能力研究報(bào)告 目錄 1 前言 …………………………………………………………………………………… （ 1） 項(xiàng)目概況 ………………………………………………………………………………（ 1） 研究?jī)?nèi)容 ………………………………………………………………………………（ 2） 編制依據(jù) ………………………………………………………………………………（ 2） 2 電網(wǎng)現(xiàn)狀及“十二五”規(guī)劃概述 ………………………………………………… （ 3） 電網(wǎng)現(xiàn)狀 ………………………………… ……………………………………………（ 3） 電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃概述 ……………………………………………………………（ 4） 3 負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡分析 ……………………………………………………… （ 6） 內(nèi)蒙古電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡分析 ………………………………………………（ 6） 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡分析 ……………………………………（ 10） 小結(jié) …………………………………………………………………………………（ 11） 4 風(fēng)電功率特性及其與負(fù)荷相關(guān)性分析 ……………………… ……………… （ 11） 風(fēng)電出力特性分析 …………………………………………………………………（ 12） 烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電出力相關(guān)性分析 ………………………………………………（ 13） 風(fēng)電出力與負(fù)荷變化的相關(guān)性分析 ………………………………………………（ 14） 小結(jié) …………………………………………………………………………………（ 16） 5 風(fēng)電消納能力分析 ……………………………………………………………… （ 17） 研究方法 …………………………………………………………………………… （ 17） 烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電消納能力分析 …………………………………………………（ 18） 相關(guān)實(shí)例介紹 ………………………………………………………………………（ 25） 小結(jié) …………………………………………………………………………………（ 26） 6 電氣計(jì)算分析 …………………………………………………………………… （ 26） 潮流計(jì)算分析 ………………………………………………………………………（ 26） 穩(wěn)定計(jì)算分析 ………………………………………………………………………（ 27） 諧波和閃變分析 ……………………………………………………………………（ 28） 7 結(jié)論和建議 ………………………………………………………………………… （ 28） 結(jié)論 …………………………………………………………………………………（ 28） 建議 …………………………………………………………………………………（ 30） 附圖 ……………………………………………………………………………………… （ 31） 烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電消納能力研究 1 前言 內(nèi)蒙古自治區(qū)氣候?qū)俚湫偷闹袦貛Ъ撅L(fēng) 氣候，具有降水量少而不勻、寒暑變化劇烈的氣候特點(diǎn)；春冬季風(fēng)大，年平均風(fēng)速在 3m/s 以上，蘊(yùn)藏著豐富的風(fēng)能資源，具備大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的自然條件。全區(qū)風(fēng)能總儲(chǔ)量 ，技術(shù)可開發(fā)量約 300GW，約占全國(guó)風(fēng)能資源儲(chǔ)量的 40%，居全國(guó)首位。 烏蘭察布地區(qū)風(fēng)能豐富區(qū)和較豐富區(qū)面積大，分布范圍廣，且具有穩(wěn)定度高、連續(xù)性好的風(fēng)能品位，年有效風(fēng)速的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)破壞性臺(tái)風(fēng)和颶風(fēng)。風(fēng)能功率密度 100～200W/m2，年平均可利用小時(shí)數(shù)約 4000～ 7800h，年最長(zhǎng)連續(xù)無(wú)有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)小于 100h。利于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電資 源。截至 2021 年底，烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量為 3200MW， 2021年風(fēng)電規(guī)劃容量為 6436MW。 烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場(chǎng)位于烏蘭察布市（東經(jīng) 110176。 26′～ 114176。 49′，北緯 40176。 10′～ 43176。 28′）北部后山地區(qū)，是內(nèi)蒙古自治區(qū)和烏蘭察布地區(qū)風(fēng)能資源主要開發(fā)區(qū)。大唐新能源烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場(chǎng)位于內(nèi)蒙古烏蘭察布境內(nèi)，場(chǎng)區(qū)風(fēng)能資源豐富，風(fēng)向和風(fēng)能分布集中，湍流強(qiáng)度較小，無(wú)破壞性風(fēng)速，對(duì)風(fēng)機(jī)布置較有利，是一個(gè)理想的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址，具有較高的開發(fā)價(jià)值。 項(xiàng)目概況 因風(fēng)電的波動(dòng)性強(qiáng)，不 能按照電網(wǎng)的用戶需要發(fā)電，因此，風(fēng)電必須通過(guò)電網(wǎng)與其它電源共同進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，才能更好的滿足用戶用電需求，保證供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，風(fēng)電出力的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性影響電網(wǎng)安全運(yùn)行，使得電網(wǎng)消納風(fēng)電的能力有一定限度，不能超過(guò)電網(wǎng)允許的消納能力來(lái)利用風(fēng)電。 根據(jù)國(guó)家能源局《大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)開展電力系統(tǒng)接納風(fēng)電能力的專題研究。 電網(wǎng)消納風(fēng)電的能力決定了風(fēng)電的發(fā)展規(guī)模。要加快風(fēng)電發(fā)展，就必須認(rèn)真研究電網(wǎng)消納能力的問(wèn)題。提高風(fēng)電就地消納能力是促進(jìn)風(fēng)電消納的根本措施。 大唐新能源烏蘭 察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場(chǎng)為中國(guó)大唐集團(tuán)新能源股份有限公司下屬新能源開發(fā)公司的在建項(xiàng)目，在察右后旗已核準(zhǔn)在建 ，目前正在積極開展前期工作，該地區(qū)風(fēng)資源豐富，適合建設(shè)大型風(fēng)電場(chǎng)，由大唐新能源與內(nèi)蒙古電力集團(tuán)共同申報(bào)并獲得國(guó)家科技部批準(zhǔn)的“ 863”科技項(xiàng)目：適合于風(fēng)電的大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目準(zhǔn)備在該地區(qū)建設(shè) 2MW 級(jí)示范工程項(xiàng)目，為解決棄風(fēng)同時(shí)消除風(fēng)電的間歇性進(jìn)行試驗(yàn)性研究，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行可行性探索，以期提高風(fēng)電資源利用率。 研究?jī)?nèi)容 由于風(fēng)電具有與常規(guī)電源完全不同的特性，且風(fēng)資源豐富的地區(qū)通常 都位于電網(wǎng)的末端，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱。如果在規(guī)劃階段沒(méi)有對(duì)電網(wǎng)如何消納風(fēng)電和風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響進(jìn)行研究，對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)并提前采取合理的技術(shù)措施，這些大型風(fēng)電場(chǎng)建成后可能面臨難于正常運(yùn)行，且并網(wǎng)后會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。 本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行研究，分析烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電消納能力，并提出風(fēng)電運(yùn)行建議，為制定風(fēng)電與其它電源及電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃提供參考依據(jù)。項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容包括： （ 1） 對(duì)內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)、烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及其“十二五”規(guī)劃情況進(jìn)行分析。從電源、 輸變電規(guī)模、外送通道等方面詳細(xì)分析電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，分析其對(duì)風(fēng)電發(fā)展的影響。 （ 2） 對(duì)內(nèi)蒙古電網(wǎng)、烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)及電力平衡分析。分析在風(fēng)電場(chǎng)按照不同比例出力參與電力平衡情況下，計(jì)算內(nèi)蒙古電網(wǎng)、烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)“十二五”期間盈余或缺乏的裝機(jī)容量。 （ 3） 風(fēng)電出力特性及其與烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷變化相關(guān)性分析。根據(jù)烏蘭察布地區(qū)典型區(qū)域的風(fēng)況實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各風(fēng)電出力及其變化的概率分布，研究風(fēng)電出力特性。根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，分析 2021 年和 2021 年烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)出力變化與電網(wǎng) 負(fù)荷變化的相關(guān)性。 （ 4） 風(fēng)電消納能力分析。重點(diǎn)從負(fù)荷需求、調(diào)峰能力、就地消納三個(gè)方面分析電網(wǎng)風(fēng)電消納能力。 （ 5） 電氣計(jì)算。根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)電消納能力分析結(jié)果，校核規(guī)劃年網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是否可以滿足不同方式下的風(fēng)電消納能力，重點(diǎn)計(jì)算不同方式下的風(fēng)電場(chǎng)接入后的系統(tǒng)潮流以及系統(tǒng)穩(wěn)定性。 編制依據(jù) 《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 (SDJ16185) 《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》 (DL7552021) 《國(guó)家電網(wǎng)安全穩(wěn)定計(jì)算技術(shù)規(guī)范》 (Q/GDW 4042021) 《電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則》 (DL/T 10402021) 《國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無(wú)功電壓管理規(guī)定》 ( 2021) 《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》 (Q/GDW) 《大 型 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（ NB/T 310032021） 《內(nèi)蒙古電網(wǎng) 2021 年度運(yùn)行方式》 《蒙西電網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》 《烏蘭察布電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃設(shè)計(jì)》 2 電網(wǎng)現(xiàn)狀及“十二五”規(guī)劃概述 電網(wǎng)現(xiàn)狀 內(nèi)蒙古電網(wǎng)現(xiàn)狀 發(fā)電裝機(jī)容量 截至 2021 年 12 月，蒙西電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量 ,其中火電 、水電 、風(fēng)電 、燃?xì)?、光伏 MW、其他 42 MW。內(nèi)蒙古電網(wǎng)直調(diào)裝機(jī)容量 MW,其中火電 31072MW、水電 540MW、風(fēng)電 、燃?xì)?。地調(diào)裝機(jī)容量 。自備電廠裝機(jī)容量 5896MW。 輸變電規(guī)模 截至 2021年 12月，內(nèi)蒙古電網(wǎng) 220kV及以上統(tǒng)調(diào)變電總?cè)萘?(含用戶 )；變電站 141 座，其中 500kV 變電站 16 座， 220kV 變電站 125 座；變壓器 307 臺(tái)，其中500kV 變壓器 28 臺(tái)，容量 21000 MVA， 220kV 變壓器 279 臺(tái)，容量 。 截至 2021 年 12 月，內(nèi)蒙古電網(wǎng)投運(yùn) 220kV 及以上統(tǒng)調(diào)輸電線路 455 條總長(zhǎng), 其中 500kV 線路 46 回，長(zhǎng)度 4191,043km, 220kV 線路 409 條，長(zhǎng)度。 外送電容量及通道規(guī)模 蒙西電網(wǎng)通過(guò) 2 個(gè)通道共 4 回 500kV 線路向華北電網(wǎng)送電，包括： （ 1） 豐泉變～萬(wàn)全變 2回 500kV 線路。 （ 2） 汗海～沽源～平安城 2 回 500kV 線路。 四回 500kV 線路最高送電能力 4000 MW ， 2021 年實(shí)際最大外送電力 4313 MW。 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)位于內(nèi)蒙古電網(wǎng)的中部，是內(nèi)蒙古電網(wǎng)的重要組成部分。供電區(qū)域包括為烏蘭察布市一市一區(qū)四旗五縣，到 2021 年底，烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)已形成了豐泉、汗海、旗下營(yíng)三座變電站為頂點(diǎn)的 500kV 網(wǎng)絡(luò)，與呼市、包頭、錫林郭勒地區(qū)形成多回路聯(lián)系，并通過(guò)四回 500kV 線路向京津唐送電，已投運(yùn) 500kV 變電容量 4500MVA；220kV 電網(wǎng)以豐泉、汗海、旗下營(yíng) 500kV 變電站為依托，形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 。 發(fā)電裝機(jī)容量 截止到 2021 年底，烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)電源裝機(jī)容量為 。其中：有 7 座火力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量 4940MW，即華寧熱電廠（ 2179。 155MW）、華立電廠（ 2179。 15MW）、華 電卓資電廠（ 4179。 200）、豐鎮(zhèn)電廠（ 4179。 200）、新豐熱電廠（ 2179。 300MW）、京隆電廠（ 2179。600MW）、岱海電廠（機(jī)組為 4179。 600MW，直接接入華北電網(wǎng)）。烏蘭察布市境內(nèi)由于特殊的自然地理?xiàng)l件，風(fēng)力資源豐富，風(fēng)電裝機(jī) 3200MW。 輸變電規(guī)模 截止到 2021 年底，烏蘭察布地區(qū)電 網(wǎng)有 500kV 變電站 3 座，即豐泉 500kV 變，主變?nèi)萘?2179。 750MW，旗下營(yíng) 500kV 變，主變?nèi)萘?2179。 750MW；汗海 500kV 變，主變?nèi)萘?2179。 750MW； 220kV 變電站 12 座 ,變壓器 28 臺(tái) ,變電容量 3816MVA， 220kV 線路 63 條，長(zhǎng)度。 電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃概述 內(nèi)蒙古電網(wǎng)及電源規(guī)劃 內(nèi)蒙古電網(wǎng)規(guī)劃 （ 1） 500kV 電網(wǎng)規(guī)劃 按照向特高壓、超高壓外送通道匯集風(fēng)電、火電、抽水蓄能電源的需要，加強(qiáng)蒙西電網(wǎng)東西斷面聯(lián)絡(luò)線路，滿足自西至東匯 集輸送電力的要求，“十二五”初期重點(diǎn)加強(qiáng)呼豐、呼包斷面聯(lián)系， 2021 年呼包斷面形成 6回、呼豐斷面形成 6 回 500kV 線路聯(lián)絡(luò)。2021 年蒙西烏海至豐鎮(zhèn)各個(gè)斷面形成六回及以上 500kV 線路聯(lián)絡(luò)。加強(qiáng)電網(wǎng)南北部地區(qū)聯(lián)絡(luò)線路，滿足風(fēng)電不同出力運(yùn)行方式下電力送出及地區(qū)用電需求。按照自治區(qū)沿黃河沿交通干線重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的用電需求，規(guī)劃在沿黃河沿交通干線經(jīng)濟(jì)帶形成多回路、500kV 環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所有 500kV 變電站實(shí)現(xiàn)雙主變、雙電源，供電能力和供電可靠性大幅提高。根據(jù)風(fēng)電輸送及蒙西北部供電需要，逐步加強(qiáng)蒙西北部 500kV 電網(wǎng)， 在不斷增加與南部主干網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線路的同時(shí)，逐步形成北部自西至東的聯(lián)絡(luò)通道，為蒙西北部風(fēng)電上網(wǎng)輸送、地區(qū)負(fù)荷用電及火電項(xiàng)目上網(wǎng)提供有力的電網(wǎng)保障，全力推動(dòng)利用蒙古國(guó)資源的深加工項(xiàng)目快速發(fā)展。 2021 年電網(wǎng)發(fā)展重點(diǎn)解決盈余電力送出問(wèn)題和工業(yè)園區(qū)配套供電問(wèn)題。為保證向現(xiàn)有兩個(gè)通道的電力匯集，建設(shè)旗下營(yíng)～察右中旗～汗海單回 500kV 線路，使呼豐斷面達(dá)到 6 回 500kV 線路聯(lián)絡(luò)。為保證向第三通道匯集電網(wǎng)盈余裝機(jī)，建設(shè)布日都～寧格爾雙回 500kV線路和固陽(yáng)～武川～旗下營(yíng)第二回線路，使呼包斷面達(dá)到 6回 500kV線路聯(lián)絡(luò)。 20212021 年蒙西電網(wǎng)將進(jìn)一步加強(qiáng)由西至東和由北至南的 500kV 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)傳輸能力和穩(wěn)定運(yùn)行水平，形成“五橫五縱”的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。新建北部一橫（烏后旗～烏中旗～達(dá)茂）和南部一橫（上海廟～烏審），將中部一橫由響沙灣延伸至郭三梁和臨河西。新建一縱為布日都～杭錦電廠～郭三梁～德嶺山～烏中旗。包頭以西斷面將形成7 回 500kV 線路、呼包之間形成 6回 500kV 線路、呼豐之間形成 8回 500kV 線路。 （ 2） 200kV 電網(wǎng)規(guī)劃 以 500kV 電網(wǎng)為依托，科學(xué)優(yōu)化 220kV 電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 220kV 電網(wǎng)建設(shè)方案結(jié) 合電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)方案統(tǒng)一規(guī)劃和優(yōu)化調(diào)整，充分利用現(xiàn)有 220kV 線路的輸電能力。適時(shí)科學(xué)的解開地區(qū) 500/220kV 電磁環(huán)網(wǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)供電區(qū)內(nèi)部 220kV 電網(wǎng)團(tuán)型分區(qū)運(yùn)行，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)能