【正文】 史數(shù)據(jù)與 2021 年風電發(fā)展及負荷預測作為依據(jù)，分析計算 2021 年典型日、典型月及全年風電消納能力，得出不同結果。潮流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負荷 6500 MW,風電裝機總容量 4700 MW,風電 100%出力。潮流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負荷6500MW,風電裝機總容量 4700 MW,風電 30%出力。并采取各種可行措施，防止電力系統(tǒng)的崩潰。 諧波和閃變分析 根據(jù)已運行的風電場電能質(zhì)量測試結果表明，絕大多數(shù)風電場的電能質(zhì)量能夠滿足系統(tǒng)運行要求，隨著系統(tǒng)容量增大，風電場諧波和閃變不是限制風電消納的主要因素。 火電機組少、區(qū)域間供電能力不足是影響烏蘭察布地區(qū)調(diào)峰能力、限制電網(wǎng)風電消納的主要因素，同時也是影響地區(qū)供電能力的重要因素。“十二五”期間，將建成蒙西、烏蘭察布及錫盟三條特高壓外送通道向華北、華中、華東送電，屆時，烏蘭察布地區(qū)風電消納能力將進一步加強，察右后旗綠色高載能風電場機組年利用小時數(shù)將可能增加到 2021 的正常水平。目前，烏蘭察布地區(qū)電源結構不合理，電源點匱乏，系統(tǒng)調(diào)峰能力非常有限，因此，調(diào)峰往往是限制風電接入的關鍵因素，而抽水蓄能電站快速轉(zhuǎn)變的靈活性可以很好的彌補風力發(fā)電的隨機性，在負荷低谷時利用多余的風電功率抽水蓄能，在負荷高峰利用抽水蓄能發(fā)電，將能減少不必要的棄風、提高風能利用率。完善可再生能源“保障性全額收購”政策 ，在保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行條件下，對風電等可再生能源執(zhí)行全額收購；合理回收風電接入電網(wǎng)相關輸變電工程投資；電網(wǎng)企業(yè)提供輔助服務，應合理補償；采取多種形式的優(yōu)惠政策給予鼓勵。對風電場出力進行評估，制定涵蓋風電在內(nèi)的發(fā)電計劃和合理的檢修計劃等，以減小風電對電網(wǎng)的影響，緩解電網(wǎng)的調(diào)峰壓力；同時，在風電場建立功率預報系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)，進行功率預報工作，根據(jù)調(diào)度指令和其他相關信號調(diào)整風電機組和其他相關設備的運行狀 態(tài)，實現(xiàn)整個風電場的優(yōu)化控制。一是通過加裝串補、無功補償?shù)入娏﹄娮釉O備，對相應的輸電線路進行擴容改造，提高現(xiàn)有線路的輸送能力，二是建設新的輸電線路，將風電安全送入電網(wǎng)。 h 之間，即當烏蘭察布地區(qū)風電裝機容量達到 6436MW 時，風電場年利用小時數(shù)大約比完全消納要減少 747 小時。 本項目主要從烏蘭察布地區(qū)風電功率特性及其與負荷變化的相關性、地區(qū)電網(wǎng)風電消納能力、系統(tǒng)潮流和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性等幾個方面入手，對 2021 年烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)的風電消納能力進行了分析和研究。 表 61 穩(wěn)定曲線計算結果 名稱 電壓等級（ kV） 故障方式 故障點 穩(wěn)定結果 永勝域變～豐泉變 500 三相故障 永勝域變 穩(wěn)定 旗下營變 ～汗海變 500 三相故障 旗下營變 穩(wěn)定 豐泉變～集寧東變 500 三相故障 集寧東變 穩(wěn)定 汗海變～集寧東變 500 三相故障 集寧東變 穩(wěn)定 察右中旗變～汗海變 500 三相故障 察右中旗變 穩(wěn)定 綠色高載能風電場 杭寧達賴變 220 單瞬故障 綠能風電場 穩(wěn)定 各機組的相對擺角以盤山電廠等值機作為參考。潮流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負荷6500MW,風電裝機總容量 4700 MW,風電 65%出力。潮 流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負荷5200MW,風電裝機總容量 4700 MW,風電 100%出力。 （ 3） 計算工具及模擬情況 計算程序 采用電科院引進開發(fā)的《 BPA 潮流計算程序》、《 BPA 暫態(tài)穩(wěn)定計算程序》和《 BPA短路電流計算程序》（ Windows 版）進行計算。 01000202130004000500060001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12時間(月)MW調(diào)峰能力決定的風電可接納能力 風電出力 電力需求決定的風電可接納能力 圖 513 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 3635MW 容量風電出力與風電消納能力對比圖 當 烏蘭察布地區(qū)風電裝機容量在 3635～ 6436MW 之間時，風電裝機容量與全年損失入網(wǎng)電量的關系曲線見圖 514。 0500100015002021250030003500400045001 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風電出力 調(diào)峰能力決定的風電可接納能力 電力需求決定的風電可接納能力 圖 59 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 12 月 4715MW 容量風機風電出力與 可消納風電能力對比圖 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年全年風電消納能力分析 結合 2021 年年度風電出力最大值，得出 2021 年各月風電預測出力最大值曲線見圖510。 050010001500202125003000350040000 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)MW風電出力 調(diào)峰能力決定的風電可接納能力 電力需求決定的風電可接納能力 圖 55 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年冬季典型日 4250MW 容量風機風電出力 與可消納風電能力對比圖 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 6月及 12 月風電消納能力分析 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 6 月風電消納能力分析 根據(jù) 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)歷史典型日負荷曲線及 2021 年負荷預測結果，歷史風電出力曲線及 2021 年風電規(guī)劃容量，得出烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年 6月風電出力與可消納風電能力對比圖見圖 56。 表 52 按調(diào)峰能力計算的風電消納能力 時 段 消納能力（ MW） 04月 01日～ 04月 15日 04月 16日～ 10月 15日 4183 10月 16日～ 10月 31日 11月 01日～ 03月 31日 3541 烏蘭察布地區(qū)風電消納能力分析 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年典型日風電消納能力分析 夏季典型日風電消納能力分析 根據(jù)烏蘭察布 2021 年夏季典型日風電出 力數(shù)據(jù)，得出風電出力占裝機容量比例圖見圖 51。 （ 4） 1～ 5 月份，蘭察布電網(wǎng) 平均最大負荷與風電月平均最大出力呈相同變化趨勢，而 6～ 12 月，最大負荷與風電月平均最大出力呈相反變化趨勢。 典型日風電出力與負荷變化的相關性分析 中分析了風電月平均最大出力與月平均最大負荷變化的相關性，但，風電出力和負荷的日變化相關特性對在實際運行更具有指導意義。 圖 43 烏蘭察布地區(qū)風電 10min 出力變化的概率分布圖 烏蘭察布地區(qū)風電出力相關性分析 風電場與常規(guī)發(fā)電廠有很大的不同。目前風電場 采用的主流機型為 風電機組，通過對 風電機組功率曲線的統(tǒng)計分析，繪制烏蘭察布地區(qū)風電功率輸出特性圖如圖 42 所示。 小結 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)。當風電 25%出力時， 2021 年～ 2021 年一直盈余裝機，2021 年盈余裝機 16700MW,當風電 0%出力時， 2021～ 2021 年盈余裝機， 2021 年盈余裝機11680MW。 表 33 蒙西電網(wǎng)最大供電負荷預測 單位： MW 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 “十二五” 平均增長率 2020年 “十三五” 平均增長率 高 17130 22100 26100 30700 35000 % 49600 % 低 20210 23300 27100 31500 % 41500 % 綜合上述預測結果，推薦預測結果的高方案，得出蒙西電網(wǎng)全社會用電量及最大負荷，如表 34。 h，外送風電裝機達到 8000MW以上（風電年均利用小時 2500 小時）。增大220kV 變電站布點密度，縮小供電半徑，增加向沿黃沿交通干線經(jīng)濟帶的供電能力，提高供電可靠性，并逐步向邊遠地區(qū)延伸 220kV 網(wǎng)絡。為保證向第三通道匯集電網(wǎng)盈余裝機，建設布日都～寧格爾雙回 500kV線路和固陽～武川～旗下營第二回線路，使呼包斷面達到 6回 500kV線路聯(lián)絡。 750MW； 220kV 變電站 12 座 ,變壓器 28 臺 ,變電容量 3816MVA， 220kV 線路 63 條，長度。 200）、新豐熱電廠（ 2179。 四回 500kV 線路最高送電能力 4000 MW ， 2021 年實際最大外送電力 4313 MW。 編制依據(jù) 《電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程》 (SDJ16185) 《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》 (DL7552021) 《國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算技術規(guī)范》 (Q/GDW 4042021) 《電網(wǎng)運行準則》 (DL/T 10402021) 《國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電壓管理規(guī)定》 ( 2021) 《風電場接入電網(wǎng)技術規(guī)定》 (Q/GDW) 《大 型 風電場并網(wǎng)設計技術規(guī)范》（ NB/T 310032021） 《內(nèi)蒙古電網(wǎng) 2021 年度運行方式》 《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)劃設計》 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)電裝機容量 截至 2021 年 12 月，蒙西電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機容量 ,其中火電 、水電 、風電 、燃氣 、光伏 MW、其他 42 MW。分析在風電場按照不同比例出力參與電力平衡情況下，計算內(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容量。提高風電就地消納能力是促進風電消納的根本措施。 10′～ 43176。全區(qū)風能總儲量 ，技術可開發(fā)量約 300GW，約占全國風能資源儲量的 40%，居全國首位。 烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風電場位于烏蘭察布市（東經(jīng) 110176。 根據(jù)國家能源局《大型風電場并網(wǎng)設計技術規(guī)范》規(guī)定，風電場并網(wǎng)設計應開展電力系統(tǒng)接納風電能力的專題研究。項目研究內(nèi)容包括： （ 1） 對內(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)劃情況進行分析。重點從負荷需求、調(diào)峰能力、就地消納三個方面分析電網(wǎng)風電消納能力。 截至 2021 年 12 月，內(nèi)蒙古電網(wǎng)投運 220kV 及以上統(tǒng)調(diào)輸電線路 455 條總長, 其中 500kV 線路 46 回，長度 4191,043km, 220kV 線路 409 條，長度。 155MW）、華立電廠（ 2179。 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。根據(jù)風電輸送及蒙西北部供電需要，逐步加強蒙西北部 500kV 電網(wǎng)， 在不斷增加與南部主干網(wǎng)絡聯(lián)絡線路的同時，逐步形成北部自西至東的聯(lián)絡通道，為蒙西北部風電上網(wǎng)輸送、地區(qū)負荷用電及火電項目上網(wǎng)提供有力的電網(wǎng)保障，全力推動利用蒙古國資源的深加工項目快速發(fā)展。 （ 2） 200kV 電網(wǎng)規(guī)劃 以 500kV 電網(wǎng)為依托，科學優(yōu)化 220kV 電網(wǎng)網(wǎng)架結構。 火電60%風電32%抽水蓄能電站5%太陽能電站2%水電1% 圖 21 蒙西電網(wǎng)“十二五”新投產(chǎn)電源裝機比例圖 （ 2） 外送電源 預計 2021 年，蒙西電網(wǎng)外送電容量將達到 24000MW，在 2021 年送電 4000MW 的基礎上，“十二五”至少需要新建外送電源 20210MW（火電、風電為主）。 烏蘭察布地區(qū)電源規(guī)劃 “十二五”期間，烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)已確定投產(chǎn)的火電機組為華寧二期，擬以雙回220kV 線路接入集寧東變 220kV 側。 (4) 當年投產(chǎn)機組考慮其 50%的容量可參與電力平衡； 蒙西電網(wǎng)裝機進度安排如表 35。 計算結 果見表 38。 4 風電功率特性及其與負荷相關性分析 根據(jù)烏蘭察布市典型區(qū)域的風況實測數(shù)據(jù)，計算各風電出力及其變化的概率分布，研究風電出力特性；并根據(jù)烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)的負荷數(shù)據(jù)，分析烏蘭察布地區(qū)風電場出力變化與電網(wǎng)負荷變化的相關性。一年中 90%以上的時間里，風電出力 10min 變化量與風電裝機容量的比值超過 50%的概率則不超過 %。 風電出力 與負荷變化的相關性分析 風電出力與月平均負荷變化的相關性分析 表 41 為烏蘭察布地區(qū) 2021 年風機月平均最大出力和全市月平均負荷值，圖 45給出了烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年風電月平均最大出力和月平均最大負荷的變化曲線。 小結 分析烏蘭察布地區(qū)風資源特性及風電功率與負荷變化的相關性，得到以下結論： （ 1） 單臺風機出力大于裝機容量的 90%的累計概率 %，與出力小于裝機容量10%的概率基本持平。 地區(qū)電力需求決定的風電消納能力計算方法 其中， 為烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)最小負荷值，這里，考慮烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)與其它電網(wǎng)聯(lián)絡線功率交換為 0，考慮最大峰谷差為 30%，即最小負荷值為最大負荷值的 70%；為網(wǎng)損值，取負荷值的 2%； 為廠用電，取開機容量的 8%； 為負荷備用容量，取負荷值的 5%； 為電網(wǎng)某個運行方式發(fā)電最低出 力下限，表 51