
根據新疆哈密與甘肅酒泉風電基地輸電規劃,2011 年,哈密200 萬千瓦風電和酒泉516 萬千瓦風電將在新疆與西北聯網的前提下,通過哈密~安西~永登雙回750 千伏線路,在西北電網內消納,系統的調峰能力和安全穩定水平能夠滿足酒泉風電送入的要求。
2015 年,若新疆哈密風電裝機達到400 萬千瓦、甘肅酒泉風電裝機達到1271 萬千瓦,西北電網的調峰能力將不能滿足需求,西北風電將無法在西北電網內完全消納,初步研究約有400 萬千瓦左右的風電裝機需要通過特高壓直流輸電通道送出西北電網。
(二)保證甘肅酒泉一期風電送出的有效措施2011 年酒泉風電裝機將達到516 萬千瓦,通過安西~酒泉~金昌~永登750 千伏雙回輸電線路送電至西北主網,輸電距離長,全長約860 公里,輸電能力低。為提高線路輸電能力,可在線路上安裝一定比例的串聯補償設備,但將產生次同步諧振問題,嚴重影響風電場和電網的安全運行,必須考慮采取措施加以解決。由于網對網的送電方式下基本不存在次同步諧振問題,因此,結合甘肅酒泉風電基地外送系統的實際情況,通過哈密~安西750 千伏線路將風電基地送端與新疆電網相連,形成網對網送電格局,可解決由加裝串補引起的次同步諧振問題,使哈密~安西~永登750 千伏線路送出風電的功率從262 萬千瓦提高到456 萬千瓦,可以滿足酒泉一期風電的送出。因此,同步建設哈密~安西750 千伏聯網工程,既可解決次同步諧振問題,又能大幅度提高系統穩定性和通道的輸電能力,是實
現甘肅酒泉風電送出的有效措施。同時,新疆是西北電網的重要組成部分,是我國重要的能源基地,通過哈密實現與西北主網的聯網,對滿足新疆經濟快速發展和電力需求不斷增長的需要具有重要意義。
(三)研究有效方式,提高電網安全水平和輸電效率
雖然通過雙回750 千伏線路加裝一定比例串聯補償設備,可以基本滿足甘肅酒泉風電基地一期外送的需求,但仍存在兩方面的問題。一是系統電壓控制困難,不利于電網安全運行。風電功率具有隨機波動的特點,通道傳輸功率也會頻繁大幅度波動,導致系統電壓水平變化頻繁,既影響電能質量,也使無功補償設備頻繁投切,嚴重威脅設備和電網安全運行。二是通道利用率較低,經濟代價大。測風數據表明,甘肅酒泉風電基地年等效利用小時數在2200 左右,且大部分時間風電出力較低,使得750千伏輸電線路大部分時間輸送功率均很小,甚至出現零功率輸送的時段,輸電效率較低,經濟性較差。按照甘肅酒泉風電一期516 萬千瓦考慮,主要采用690 伏/35 千伏/750 千伏上網外送方式,每個風
電場以12 ~ 14 回35 千伏線路接入9 個330 千伏升壓站,再經330 千伏線路接入750 千伏變電站送出。綜合考慮,風電場(含場內升壓工程)投資達509億元,再加上配套送出工程投資133 億元,風電機組與送出工程總投資達到642 億元。以此計算,風電到接網點的單位千瓦投資為9868 元,相應風電場上網電價為0.69 元/ 千瓦時,考慮電網送出投資后,單位千瓦投資高達12445 元,電網輸配環節電價按0.2 元/ 千瓦時估算,風電場到西北電網電價達到0.89 元/ 千瓦時。因此,建設750 千伏輸電線路僅僅滿足送出風電的經濟代價太大。
為解決電網安全和輸電系統效率問題,套建設一定規模的火電容量,使風電、火電打捆送出,利用火電的調峰性能,實現與風電功率的互補,既可平抑外送通道上功率的大幅度波動,確保電網安全,還可以充分發揮通道的輸電能力,增加線路的利用小時,提高輸電效益。
根據研究,新疆電網與西北主網實現聯網后,2010 ~ 2011 年酒泉風電可與哈密60 萬千瓦火電打捆后送往西北主網。在此送電情況下,由于火電參與風電調節,通道輸電功率的隨機波動由100 萬千瓦下降為40 萬千瓦,有利于輸電通道的安全穩定運行,同時,輸電通道的年送電量增加了34 億千瓦時,提高了輸電經濟性。
2015 年,若酒泉風電裝機規模達到1271 萬千瓦,通過調峰平衡分析,酒泉風電將無法全部在西北電網消納,需外送的裝機約為400 萬千瓦。經輸電規劃初步研究,擬采用±800 千伏特高壓直流輸送到華中地區。若采用純風電輸送的方式,由于風電的波動將引起直流輸電功率的頻繁波動,不利于直流系統的可靠運行,且從經濟性角度看,輸送風電到達受端電網的落地電價將達0.92 元/ 千瓦時,是受端標桿上網電價的2 倍以上。因此,按照2015 年酒泉外送400 萬千瓦風電考慮,特高壓直流最大輸送容量按720 萬千瓦考慮,為保證電網的安全可靠運行,同時兼顧提高輸電經濟性,結合嘉(嘉峪關)酒(酒泉)地區煤電建設規劃,可建成360 ~ 560 萬千瓦的火電容量,與酒泉風電打捆外送,以保持直流送電潮流的穩定,保證直流系統的可靠運行。同時,若充分利用輸電通道,配套火電裝機達到560 萬千瓦,使輸電通道利用小時數達到5900 小時以上時,輸電到達受端電網的落地電價將低于受端的標桿上網電價。
因此,隨著甘肅酒泉千萬千瓦風電基地后續項目的建設,通過合理的風火打捆外送,是有利于西北風電在更大范圍合理消納的有效方式之一。
三、若干建議