【正文】 MW，規(guī)劃風(fēng)電裝機(jī)容量為 6436 MW，由電力平衡分析，當(dāng)風(fēng)電出力達(dá)到 75%時，烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)裝機(jī)在 2021 年～ 2021 年一直缺乏裝機(jī)， 2021 年盈余裝機(jī) 469MW；當(dāng)風(fēng)電 25%出力時， 2021 年～ 2021 年一直缺乏裝機(jī)， 2021 年缺裝機(jī)容量 1999MW；當(dāng)風(fēng)電 0%出力時， 20212021 年缺乏裝機(jī)， 2021 年缺裝機(jī)容量 3232MW，可見烏蘭察布地區(qū)整體電源缺乏，適合新建風(fēng)電場以補(bǔ)充裝機(jī)不足。 地區(qū)電網(wǎng) 500kV 線路三相短路故障時，線路兩側(cè) 跳開關(guān)，電網(wǎng)機(jī)組擺角較小，系統(tǒng)各點(diǎn)母線電壓水平合格，系統(tǒng)均可保持穩(wěn)定。從圖中可以看到，察右后旗綠色高載能 300 MW 風(fēng)電場所發(fā)電力經(jīng) 220kV 線路送至 220kV 杭寧達(dá)賴站，風(fēng)電場接入烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)后，增加了 察右后旗地區(qū)裝機(jī)容量，基本實(shí)現(xiàn)了電力的就地消納。從圖中可以看到，察右后旗綠色高載能 300 MW 風(fēng)電場所發(fā)電力經(jīng) 220kV 線路送至 220kV 杭寧達(dá)賴站，風(fēng)電場接入烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)后，增加了察右后旗地區(qū)裝機(jī)容量，基本實(shí)現(xiàn)了電力的就地消納。 發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型 采用詳細(xì)的發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢模型；負(fù)荷采用 60%的馬達(dá)模型和 40%的恒定阻抗構(gòu)成的綜合負(fù)荷模型。 37045657931115301665562421513179623937740 1613348103301000002021003000004000005000006000003635 4000 4300 4600 4900 5200 5500 5800 6100 6436風(fēng)電裝機(jī)容量（MW）損失入網(wǎng)電量（萬千瓦時） 圖 514 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年風(fēng)電裝機(jī)容量與全年損失入網(wǎng)電量關(guān)系曲線 相關(guān)實(shí)例介紹 根據(jù)《關(guān)于大唐新能源建設(shè)綠色高載能產(chǎn)業(yè)風(fēng)力發(fā)電示范項(xiàng)目的請示》，近年來，烏蘭察布市高載能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，特別是察右后旗入駐高載能企業(yè)較多，“十二五”期間，察右后旗高載能新增負(fù)荷 2686MW，其中，杭寧達(dá)賴工業(yè)園區(qū)預(yù)計新增高載能負(fù)荷2028MW，蒙維新材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)新增高載能負(fù)荷 529MW，紅格爾 圖建材工業(yè)園區(qū)新增高載能負(fù)荷 129MW。圖中黑線為 2021 年風(fēng)電預(yù)測出力趨勢線，公式為趨勢線函數(shù)。 01000202130004000500060001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30時間(日)MW風(fēng)電出力 調(diào)峰能力決定的風(fēng)電可接納能力 電力需求決定的風(fēng)電可接納能力 圖 56 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 6月風(fēng)電出力與可消納風(fēng)電能力對比圖 從圖中可以看出，在 2021 年 6 月時烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)不能完全消納規(guī)劃容量為6436MW 的風(fēng)電，大約有 411 萬 kW178。 0510152025300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24時間( 小時)百分比(%) 圖 51 夏季典型日風(fēng)電出力占裝機(jī)容量比例圖 根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)歷史典型日負(fù)荷曲線及 2021 年負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，歷史典型日風(fēng)電出力曲線及 2021 年風(fēng)電規(guī)劃容量，得出烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年夏季典型日風(fēng)電出力與可消納風(fēng)電能力對比圖見圖 52。 （ 5） 未來，將有大量的風(fēng)電接入烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)，風(fēng)電功率的波動將會對區(qū)域電網(wǎng)的安全帶來一定影響。選取 2021 年 6月、 12 月中兩個典型日的風(fēng)電和負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。首先風(fēng)電場的出力受風(fēng)的影響是隨機(jī)波動的，在絕大多數(shù)情況下低于其裝機(jī)容量；其次，一個地區(qū)可能存在多個風(fēng)電場，即一個地區(qū)風(fēng)電場的分布是分散的；第三，一個風(fēng)電場往往由數(shù)十臺、上百臺甚至數(shù)百臺風(fēng)電機(jī)組組成，每臺風(fēng)電機(jī)組的容量很小，分布范圍廣，即風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的分布也是分散的。 0246810120 5 10 15 20 25風(fēng)速（m / s ）概率值（％） 圖 41 烏蘭察布地區(qū)風(fēng)頻特性圖 05101520250 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100風(fēng)電功率 （ m / s ）概率值（％） 風(fēng) 電 出 力 百 分 數(shù) ( % ) 圖 42 烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電功率輸出特性圖 由分析可知，烏蘭察布地區(qū) 70m高度處的年平均風(fēng)速 ，一年中風(fēng)速低于 3m/s的累計概率約為 9%，單臺風(fēng)電出力小于裝機(jī)容量的 10%的累計概率為 %；而風(fēng)速大于 12m/s 的累計概率值則達(dá)到了 %，單臺風(fēng)電出力大于裝機(jī)容量的 90%的累計概率%，與風(fēng)電出力小于裝機(jī)容量 10%的概率基本持平。 2021年，當(dāng)風(fēng)電出力為 75%、 25%、 0%時，蒙西電網(wǎng)盈余裝機(jī)分別為 26740 MW、 16700MW、 11680MW，考慮外送華北電網(wǎng) 4000MW 負(fù)荷的情況下，蒙西電網(wǎng)盈余裝機(jī)分別為 22740 MW、 12700MW、7680MW。 從內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)電力平衡分析， 2021 年蒙西電網(wǎng)仍處于電力大量盈余狀態(tài)。 表 34 蒙西全社會用電量及最大負(fù)荷預(yù)測結(jié)果 單位：億 kWh、 MW 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 2020年 “十二五”年均增長率（％） 2021～ 2020年均增長率（％） 蒙西全社會用電量 1354 1724 1983 2385 2715 4150 蒙西最大供電負(fù)荷 17130 22100 26100 30700 35000 49600 蒙西最大發(fā)電負(fù)荷 18620 24022 28370 33370 38043 53913 注： 2021年數(shù)值為實(shí)際值。同時還需新增抽水蓄能電站 1600MW 左右?；緦?shí)現(xiàn)所有 220kV 變電站雙主變、雙電源供電， 220kV 線路滿足“ N1”要求。 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)。 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)。 300MW）、京隆電廠（ 2179。 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。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)狻? （ 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。 大唐新能源烏蘭 察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場為中國大唐集團(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，由大唐新能源與內(nèi)蒙古電力集團(tuán)共同申報并獲得國家科技部批準(zhǔn)的“ 863”科技項(xiàng)目：適合于風(fēng)電的大規(guī)模壓縮空氣儲能項(xiàng)目準(zhǔn)備在該地區(qū)建設(shè) 2MW 級示范工程項(xiàng)目，為解決棄風(fēng)同時消除風(fēng)電的間歇性進(jìn)行試驗(yàn)性研究，通過試驗(yàn)進(jìn)行可行性探索，以期提高風(fēng)電資源利用率。 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)。 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)時間長，無破壞性臺風(fēng)和颶風(fēng)。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。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，不能超過電網(wǎng)允許的消納能力來利用風(fēng)電。 本項(xiàng)目通過對烏蘭察布地區(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)。 （ 4） 風(fēng)電消納能力分析。 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，其中500kV 變壓器 28 臺，容量 21000 MVA， 220kV 變壓器 279 臺，容量 。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。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。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。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。 內(nèi)蒙古電源規(guī)劃 （ 1） 區(qū)內(nèi)自用電源 在外送通道維持現(xiàn)狀的情況下，蒙西電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃新投產(chǎn)電源裝機(jī)總計24100MW，其中火電裝機(jī) 14500MW，風(fēng)電裝機(jī) 7700MW，水電 300MW，抽蓄電站裝機(jī) 1200MW，太陽能 400MW。 （ 2） 220kV 規(guī)劃方案 “十二五”期間，烏蘭察布地區(qū)安排 220kV 電網(wǎng)項(xiàng)目 35 項(xiàng)， 新建集寧北、集寧工業(yè)變、卓資工業(yè)園區(qū)變、豐鎮(zhèn)工業(yè)變、旗下營工業(yè)變、前旗工業(yè)變、后旗工業(yè)變、建材變、化德工業(yè)變、集寧西、白音華 11座 220kV 變電站。 (3) 風(fēng)電場按照 0%、 25%、 75%出力參與電力平衡。 表 37 烏蘭察布市 2021～ 2021 年最大負(fù)荷預(yù)測表 單位： MW 年份 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 負(fù)荷 2161 4500 5400 6100 6500 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)電力平衡分析 根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)供電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果及電源裝機(jī)安排，對 2021～ 2021 逐年進(jìn)行電力平衡計算，計算條件如下： （ 1） 電網(wǎng)綜合備用容量按 20%考慮； （ 2） 當(dāng)年投產(chǎn)機(jī)組考慮其 50%的容量可參與電力平衡； （ 3） 電力盈虧是裝機(jī)盈虧扣除廠用 8%以及相應(yīng)備用后的容量； （ 4） 風(fēng)電分別按 0%、 25%、 75%出力參與平衡。 建議在安排電源建設(shè)時，應(yīng)同步考慮電網(wǎng)外送通道建設(shè)，以保證蒙西電網(wǎng)富余電能的輸出，促進(jìn)內(nèi)蒙古風(fēng)電的發(fā)展。 5%之間，概率 值基本都在 70%左右。 01020304050607080901 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12時間(月)風(fēng)電出力占地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)比例（%） 圖 44 烏蘭察布地區(qū) 2021 年風(fēng)電出力占地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)的比例圖 由該圖可以看出，烏蘭察布地區(qū) 2 月份風(fēng)電出力最低，月平均最大出力為裝機(jī)容量的 34%； 3 月份風(fēng)電出力開始增加， 3～ 5 月的風(fēng)電月平均最大出力均在安裝容量的 50%以上；進(jìn)入夏季后風(fēng)電出力開始降低，月平均最大出力在 35%～ 45%之間； 9月后風(fēng)電出力再次增加，在 10～ 12 月烏蘭察布地區(qū)的風(fēng)電平均出力基本都在裝機(jī)容量的 50%左右。 12月 15 日，烏蘭察布地區(qū)負(fù)荷變化與風(fēng)電出力的變化規(guī)律具有相 似性。整個分析過程 是在不考慮烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電外送、只就地消納的前提下進(jìn)行的。 010203040506070800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24時間( 小時)百分比(%) 圖 53 冬季典型日風(fēng)電場出力占裝機(jī)容量比例圖 根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)歷史典型日負(fù)荷曲線及 2021 年負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，歷史典型日風(fēng)電出力曲線及 2021 年風(fēng)電規(guī)劃容量，得出烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年冬季典型日風(fēng)電出力與可消納風(fēng)電能力對比圖見圖 54。 01000202130004000500060001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30時間(日)MW風(fēng)電出力 調(diào)峰能力決定的風(fēng)電可接納能力 電力需求決定的風(fēng)電可接納能力 圖 57 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 6 月 5615MW 容量風(fēng)機(jī)風(fēng)電出力 與可消納風(fēng)電能力對比圖 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 12 月風(fēng)電消納能力分析 根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)歷史典型日負(fù)荷曲線及 2021 年負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，歷史風(fēng)電出力曲線及 2021 年風(fēng)電規(guī)劃容量，得出烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 12 月風(fēng)電出力與可消納風(fēng)電能力對比圖見圖 58。 h電量不能入網(wǎng)。 小結(jié) 電力需求和調(diào)峰能力是限制烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的兩個決定性因素，以歷