【導(dǎo)讀】全區(qū)風(fēng)能總儲量，技術(shù)可開發(fā)量約300GW，約占全。國風(fēng)能資源儲量的40%，居全國首位。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)。風(fēng)能功率密度100～。200W/m2，年平均可利用小時數(shù)約4000～7800h，年最長連續(xù)無有效風(fēng)速小時數(shù)小于100h。截至2021年底，烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量為3200MW，2021. 北緯40°10′～43°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。大唐新能源烏蘭察布市察右后旗韓勿拉風(fēng)電場位于內(nèi)蒙古烏蘭察布境內(nèi)，場。有利，是一個理想的風(fēng)電場場址，具有較高的開發(fā)價值。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。重大的經(jīng)濟(jì)損失。力，并提出風(fēng)電運行建議，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)。對內(nèi)蒙古電網(wǎng)、烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測及電力平衡分析。二五”期間盈余或缺乏的裝機(jī)容量。的系統(tǒng)潮流以及系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　

【正文】 20kV 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，基本實現(xiàn)了電力的就地消納。在風(fēng)電機(jī)組滿出力情 況下，網(wǎng)內(nèi)各條線路潮流分布合理，各點電壓水平在合理范圍之內(nèi)。 附圖 2 為烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年潮流圖。潮 流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負(fù)荷5200MW,風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘?4700 MW,風(fēng)電 100%出力。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，基本實現(xiàn)了電力的就地消納。在風(fēng)電機(jī)組滿出力情況下，網(wǎng)內(nèi)各條線路潮流分布合理，各點電壓水平在合理范圍之內(nèi)。 附圖 3 為烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年潮流圖。潮流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負(fù)荷6500MW,風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘?4700 MW,風(fēng)電 30%出力。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，基本實現(xiàn)了電力的就地消納。在風(fēng)電機(jī)組滿出力情況下，網(wǎng)內(nèi)各條線路潮流分布合理，各點電壓水平在合理范圍之內(nèi)。 附圖 4 為烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng) 2021 年潮流圖。潮流計算條件為烏蘭察布地區(qū)負(fù)荷6500MW,風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘?4700 MW,風(fēng)電 65%出力。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，基本實現(xiàn)了電力的就地消納。在風(fēng)電機(jī)組滿出力情況下，網(wǎng)內(nèi)各條線路潮流分布合理，各點電壓水平在合理范圍之內(nèi)。 穩(wěn)定計算分析 本次暫態(tài)穩(wěn)定計算的目的，是根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》、《國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算技術(shù)規(guī)范》的要求，計算校驗風(fēng)電場接入烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)后，對地區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平的影響以及能否滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求。并采取各種可行措施，防止電力系統(tǒng)的崩潰。 故障模擬 對雙回及多回路線路，故障型式為三相短路故障不重合，故障時序為： 0s 發(fā)生三相短路故障， 500kV 線路 兩側(cè)同時跳開關(guān)；對察右后旗綠色高載能風(fēng)電場至杭寧達(dá)賴變電站 220kV 線路進(jìn)行了單瞬故障的校驗，故障時序為： 0s 發(fā)生故障， 220kV 線路 兩側(cè)同時跳開， 后重合。 各機(jī)組的相對擺角以盤山電廠等值機(jī)作為參考。 穩(wěn)定計算結(jié)果 察右后旗綠色高載能 300 MW 風(fēng)電場接入烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定計算結(jié)果見表 61，穩(wěn)定曲線見附圖 5～附圖 10。 表 61 穩(wěn)定曲線計算結(jié)果 名稱 電壓等級（ kV） 故障方式 故障點 穩(wěn)定結(jié)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(fēng)電場 杭寧達(dá)賴變 220 單瞬故障 綠能風(fēng)電場 穩(wěn)定 各機(jī)組的相對擺角以盤山電廠等值機(jī)作為參考。 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)各點母線電壓水平合格，系統(tǒng)均可保持穩(wěn)定。 察右后旗綠色高載能風(fēng)電場接入系統(tǒng) 220kV 線路單瞬故障為： 0s 發(fā)生故障， 兩側(cè)同時跳開， 后重合成功。電網(wǎng)機(jī)組擺角較小，系統(tǒng)各點母線電壓水平合格，系統(tǒng)均可保持穩(wěn)定，能夠滿足暫態(tài)穩(wěn)定的要求。 諧波和閃變分析 根據(jù)已運行的風(fēng)電場電能質(zhì)量測試結(jié)果表明，絕大多數(shù)風(fēng)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(fēng)電場諧波和閃變不是限制風(fēng)電消納的主要因素。建議在風(fēng)電場并網(wǎng)試運行期間要進(jìn)行電能質(zhì)量測試或進(jìn)行實時監(jiān)測，若存在電能質(zhì)量問題影響系統(tǒng)運行，需要采取加裝或改善消諧裝置等措施改善電能質(zhì)量。 7 結(jié)論和建議 內(nèi)蒙古西部風(fēng)能資源豐富區(qū)主 要位于阿拉善盟、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、包頭市、烏蘭察布市以及錫林郭勒盟。根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃， 2021 年內(nèi)蒙古西部地區(qū)的風(fēng)電規(guī)劃容量為 22390MW，由于特高壓電網(wǎng)建設(shè)的不確定性，內(nèi)蒙古蒙西地區(qū)的風(fēng)電需以本地消納為主。 本項目主要從烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電功率特性及其與負(fù)荷變化的相關(guān)性、地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)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(fēng)電消納能力進(jìn)行了分析和研究。 結(jié)論 （ 1） 考慮烏蘭察布地區(qū) 2021 規(guī)劃負(fù)荷為 6500 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。 （ 2） 采用兩種計算分析方法進(jìn)行烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電消納能力分析，以歷史數(shù)據(jù) 與未來風(fēng)電發(fā)展及負(fù)荷預(yù)測作為依據(jù)，推算出了 2021 年典型日、典 型月及全年的風(fēng)電消納能力。 采用全年計算分析結(jié)果作為烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電消納能力的參考值，在 2021 年規(guī)劃負(fù)荷、電源、網(wǎng)架下，若綜合考慮地區(qū)電力需求、機(jī)組冬季供熱及烏蘭察布地區(qū)調(diào)峰能力，烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)在 3635MW 以下時，系統(tǒng)全年可接納風(fēng)電場自然出力不限電；若只考慮地區(qū)電力需求和機(jī)組冬季供熱，烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)在 4700MW 以下時，系統(tǒng)全年可接納風(fēng)電場自然出力不限電。 火電機(jī)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(fēng)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。隨著負(fù)荷的增 長，加快風(fēng)電建設(shè)可以一定程度的緩解電網(wǎng)的供電壓力，運行時當(dāng)風(fēng)電場出力降低而調(diào)峰能力不足時可通過負(fù)荷限電來緩解風(fēng)電波動，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 （ 3） 根據(jù) 國家能源局《大型風(fēng)電場并網(wǎng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范》中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 張家口地區(qū)風(fēng)電出力在地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量 75%以下的概率為 95%，因張家口地區(qū)與烏蘭察布地區(qū)風(fēng)資源及氣象條件相似，可認(rèn)為烏蘭察布地區(qū) 2021 年可信風(fēng)電裝機(jī)容量為 4800MW,若使用本報告的 4700MW 為考核數(shù)據(jù)，則 2021 年烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電絕大部分均可消納。 （ 4） 大唐新能源有限公司察右后旗 300MW 風(fēng)電 場投入運行后，隨著烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量加大，會存在不同時段的棄風(fēng)情況，在烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量在3635～ 6436MW 之間時，該風(fēng)電場全年預(yù)計損失入網(wǎng)電量值在 0～ 22422 萬 kW178。 h 之間，即當(dāng)烏蘭察布地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到 6436MW 時，風(fēng)電場年利用小時數(shù)大約比完全消納要減少 747 小時。 （ 5） 風(fēng)電項目和工業(yè)園區(qū)項目的合作開發(fā)，能夠?qū)L(fēng)電場所發(fā)電量直接用于園區(qū)新增工業(yè)負(fù)荷用電，可以緩解烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)電源緊張及風(fēng)電外送壓力，降低蒙西電網(wǎng)為烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)供電潮流。 （ 6） 對 2021 年幾種典型方式 進(jìn)行潮流計算和暫態(tài)穩(wěn)定計算，計算結(jié)果表明，網(wǎng)內(nèi)各條線路潮流分布合理，各點電壓水平在合理范圍之內(nèi)；在模擬地區(qū)電網(wǎng) 500kV 線路三相短路故障和察右后旗綠色高載能風(fēng)電場接入系統(tǒng) 220kV 線路單瞬故障的情況下，電網(wǎng)機(jī)組擺角較小，系統(tǒng)各母線電壓水平合格，系統(tǒng)均可保持穩(wěn)定，滿足暫態(tài)穩(wěn)定的要求。 （ 7） 本文所有結(jié)論均未考慮特高壓電網(wǎng)建設(shè)，按國家電網(wǎng)公司特高壓電網(wǎng)規(guī)劃?！笆濉逼陂g，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(fēng)電消納能力將進(jìn)一步加強(qiáng)，察右后旗綠色高載能風(fēng)電場機(jī)組年利用小時數(shù)將可能增加到 2021 的正常水平。 建議 （ 1） 加快電網(wǎng)建設(shè)。堅強(qiáng)的電網(wǎng)是風(fēng)電送得出、落得下、用得上的基礎(chǔ)，因此， 為充分利用風(fēng)能，必須統(tǒng)籌風(fēng)電與電網(wǎng)的發(fā)展，加大電網(wǎng)投資，加快電網(wǎng)建設(shè)，為風(fēng)電消納提供良好的基礎(chǔ)。必須根據(jù)風(fēng)電發(fā)展的規(guī)劃和開發(fā)規(guī)模，對烏蘭察布地區(qū)的電網(wǎng)進(jìn)行總體優(yōu)化。一是通過加裝串補(bǔ)、無功補(bǔ)償?shù)入娏﹄娮釉O(shè)備，對相應(yīng)的輸電線路進(jìn)行擴(kuò)容改造，提高現(xiàn)有線路的輸送能力，二是建設(shè)新的輸電線路，將風(fēng)電安全送入電網(wǎng)。 （ 2） 建設(shè)風(fēng)電 抽水蓄能聯(lián)合運行系統(tǒng)。抽水蓄能電站是世界公認(rèn)的 可靠調(diào)峰電源，啟動迅速、爬坡卸荷速度快、運行靈活可靠，既能削峰又可填谷，又能很好的適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，改善發(fā)電機(jī)組運行條件。為了應(yīng)對風(fēng)電的隨機(jī)性和間歇性，電力系統(tǒng)運行過程中必須留有足夠的備用電源和調(diào)峰容量。目前，烏蘭察布地區(qū)電源結(jié)構(gòu)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(fēng)電接入的關(guān)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(bǔ)風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性，在負(fù)荷低谷時利用多余的風(fēng)電功率抽水蓄能，在負(fù)荷高峰利用抽水蓄能發(fā)電，將能減少不必要的棄風(fēng)、提高風(fēng)能利用率。 （ 3） 建設(shè)一些燃?xì)廨啓C(jī) 電廠，利用燃?xì)廨啓C(jī)的快速響應(yīng)來彌補(bǔ)風(fēng)電功率的波動性和不可控性。鑒于烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)中風(fēng)電場開發(fā)范圍較廣，建議燃?xì)廨啓C(jī)電廠建在風(fēng)電場接入較為集中的區(qū)域電網(wǎng)，實現(xiàn)就地彌補(bǔ)風(fēng)電功率的波動，從而減小因風(fēng)電功率變化造成的系統(tǒng)潮流變化。 （ 4） 建立風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)和風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。對風(fēng)電場出力進(jìn)行評估，制定涵蓋風(fēng)電在內(nèi)的發(fā)電計劃和合理的檢修計劃等，以減小風(fēng)電對電網(wǎng)的影響，緩解電網(wǎng)的調(diào)峰壓力；同時，在風(fēng)電場建立功率預(yù)報系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)，進(jìn)行功率預(yù)報工作，根據(jù)調(diào)度指令和其他相關(guān)信號調(diào)整風(fēng)電機(jī)組和其他相關(guān)設(shè)備的運行狀 態(tài)，實現(xiàn)整個風(fēng)電場的優(yōu)化控制。 （ 5） 提高風(fēng)電機(jī)組 /風(fēng)電場的控制能力。風(fēng)電場應(yīng)具備有功功率調(diào)節(jié)能力，并能夠根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功功率輸出；同時，風(fēng)電場應(yīng)具備協(xié)調(diào)控制風(fēng)電機(jī)組和無功補(bǔ)償裝置的能力，能夠自動快速調(diào)整無功總功率；另外，風(fēng)電場還應(yīng)具備低電壓穿越能力，即：當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在規(guī)定范圍內(nèi)時，風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組必須能夠保持不間斷并網(wǎng)運行；當(dāng)并網(wǎng)點電壓超出規(guī)定范圍時允許場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組從電網(wǎng)中切除。 （ 6） 給予政策支持，提高電網(wǎng)企業(yè)對風(fēng)電開發(fā)的積極性和支持力度。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(fēng)電等可再生能源執(zhí)行全額收購；合理回收風(fēng)電接入電網(wǎng)相關(guān)輸變電工程投資；電網(wǎng)企業(yè)提供輔助服務(wù)，應(yīng)合理補(bǔ)償；采取多種形式的優(yōu)惠政策給予鼓勵。 附圖： 潮流圖 ( 單位: kV 、 MW 、 MVar)豐鎮(zhèn)電廠G:+集寧L:+豐地L:+高順L:+P↓+前進(jìn)汗海平地泉+L:+新城灣L:+卓資電廠G:+豐鎮(zhèn)電廠G:+德勝+L:+溫都爾L:+興廣L:+P↓+可鎮(zhèn)L:+新豐電廠G:++(3)團(tuán)結(jié)+L:+杜爾博特L:+P↓豐泉海城L:+++++++P↓+旗下營(2)S:+華寧+G:+旗臺+L:+集寧北++L:+P↓+察右中+中節(jié)能+G:+紅牧G:+萬全(2)沽源(2)+集寧東+旗工+L:+前旗++L:+玉龍L:+察右中旗+L:P↓+武川++++P↓+四子王+金橋二期+G:+L:+金山+G:+L:+集寧工業(yè)+L:+豐鎮(zhèn)工業(yè)+L:+白音花+L:+華寧二期+G:+豐鎮(zhèn)北+L:+后旗工業(yè)+L:+蒙潤音+G:+蒙香港 21+G:+蒙中烏 21+G:+S:蒙中廣 21G:+蒙華電G:+蒙龍源G:+蒙京能+G:+蒙宏昌+G:+蒙大阪+G:+蒙唐烏 21G:+蒙匯德+G:+蒙長順 21+G:+蒙太宏 21+G:+蒙華德G:+蒙三勝++G:+華電玫瑰營++G:+蒙興天 21+G:+蒙萬德G:+蒙送變G:+蒙風(fēng)昶G:+蒙科智 21+G:+蒙天潤 21+G:+蒙常勝 21+G:+蒙吉慶 21+G:+蒙庫侖G:+蒙測試+G:+蒙君達(dá) 21+G:+蒙中電+G:+蒙韓勿G:+化德工業(yè)+L:+建材城++L:+杭寧達(dá)賴L:+興和工業(yè)+L:+集寧西+L:+后旗 500kV