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1、 宁波地区新能源接入电网方式的研究及探 讨 第 1 章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义能源是国民经济发展的基础，我国能源生产量和消费量均已居世 界前列，但在能源供给和利用形式上存在着一系列突出问题，如能 源结构极不合理、能源利用效率不高、可再生能源开发利用比例较 低、能源安全利用水平有待近一步提高。新能源具有资源分布广、 开发潜力大、环境影响小、可永续利用等显著特点。当前，世界各 国都在积极的利用开发新能源，随着我国经济的不断发展，我国能 源资源匿乏和环境恶化不断加深，开发利用新能源能解决我国日益 突出的环境问题。我国是能源大国，各类新能源资源储量丰富。太 阳能资源总储量为 1.47X1
2、08 亿千瓦时/年；陆地 50 米高度 3 级以上 的风能资源潜在开发量约为 23.8 亿千瓦，近海 5?25 米水深区 50 米 髙度 3 级以上的风能资源潜在开发量约为 1.9 亿千瓦；天然气资源 比较丰富，此外页岩气资源也具有良好的勘探前景，其总地质储量 预计可达(86?166)X 1012 立方米。但是我国的新能源资源分布不均 衡，太阳能和风能资源在西部地区较为集中，中东部地区则较分散， 天然气的使用主要集中在大中城市，因此要充分利用太阳能、风能 等可再生能源，提高天然气资源的利用比率。根据国家能源发展规 划，十二五期间将以加快转变能源发展方式为主线， 规划新能源技术的研发和应用，解决
3、有限能源和资源的约束，着力 提高能源资源开发、转化和利用的效率，充分利用可再生能源。规 划到 2015 年底可再生能源发电量达到总发电量的 20%以上，共新增 发电装机容量为 1.6 亿千瓦，其中常规水电 6100 万千瓦，风电 7000 万千瓦，太阳能发电 2000 万千瓦，生物质发电 750 万千瓦。.1.2 新能源利用在国内外的现状及发展趋势1.2.1 国外现状及发展趋势从 1974 年起美国开始对风力发电进行研究，美国 10%的电力来 源于风力发电，加利福尼亚州风电场最多。不过美国己准备在全国 开发风电资源，风电场由利福尼亚州扩散到中西部的 12 个州，新风电场选择在年平均风速达 5?
4、6ni/s 的区域。根据规划，未来 15 年期 间，风电装机容量将达到原来的 6 倍。德国风力发电发展迅速，已 超过丹麦，成为欧洲第一。而丹麦风电技术先进，而且已经作为基 本国策；目前风电场已有 4000 座，风力发电占全国电力的 3.7%， 丹麦规划将风力发电的比重提高到 10%。荷兰、英国和瑞典等国家， 也在积极开发风电和提高风电占比，风电作为绿色新能源形式之一， 随着风电技术的不断完善和发展，装机容量迅猛增加，而且技术越 来越成熟4。第 2 章宁波地区新能源资源分布及特点2.1 宁波地区能源情况概述2012 年，宁波电 6000kW 以上地方电厂包括自备电厂、亚浆电 厂）发电量为 647
5、707.17 万 kWh，同比增长 14.5%。其中地方电厂 上电量 241816.97 万 kWh，同比增长 26.6%。2012 年地方电厂总发 电量及总上电量表详见表 2-1 所示。2012 年，宁波电 3000kW 及以 上装机容量为 1437.35MW，新建涂茨风电并发电。宁波电自备机组 654.60MW，占 45.56%。涂茨风电投产后，宁波电风电装机容量达 124.5MW，占 8.66%;绿源电厂和科丰电厂的燃气机组合计容量为 140.60MW，占 9.78%。受煤价下降及天然气供应增加影响，2012 年宁波电地方电厂发电积极性相比 2011 年有较大提升，发电量有 14.5%的
6、增长，上电量有 26.60%的增长。穿山风电 2011 年底并）、 涂茨风电的新增并，导致 2012 年风电上电量有 2.29 亿 kWh,同比增 长 142.7%。2012 年绿源电厂 4.79 亿 kWh，同比增长 49.5 %。受几 次台风等因素影响，2012 年宁波地区降水较多，水电发电量为 4.34 亿 kWh，同比增长 30.0%。其中周公宅电站、白溪电站、西溪电站 等小水电站的发电量增长率均在 50%以上。传统供热电厂如光耀热 电、明州热电、燕山电厂的发电增长率也均在 20%以上。截至 2012 年底，宁波电自备机组装机容量 654.90MW，占 45.56%。但 2012 年地
7、方电厂自备机组发电量达 38.17 亿 kV/h，占地方电厂总发电量 的 58.97%。其中甬钢变发电 8.00 亿 kWh，同比增长 111.0%。2.2 新能源发电政策支持2.2.1 风能发电项目接入电的政策支持根据国家发展改革委文件，对风力发电由招标定价改为实行标杆 上电价政策。通知规定，按风能资源状况和工程建设条件，将 全国分为四类风能资源区，相应制定风电标杆上电价7。将全国按 照风力资源分为四个资源区，宁波属于 IV 类资源区，IV 类资源区 上电价 0.61 元/千瓦时。目前国家对分布式光伏发电项目的财政补贴 分为两种形式：金太阳工程和电量补贴形式。 金太阳政策采用的是事前补贴方式
8、，按照项目建设 装机容量进行基建投资补贴。享受了 金太阳建设补 贴的光伏项目，上电价按脱硫燃煤机组标杆电价执行。电量补贴形 式主要根据财政部 2013 年 7 月 31 日下发的关于分布式光伏发电 实行按照电量补贴政策等有关问题的通知，对分布式光伏发电项 目按照电量给予补贴，补贴资金通过电企业转发给分布式光伏发电 项目单位。具体补贴价格可参照国家发改委已下发的关于完善光 伏发电价格政策通知下称通知）征求意见稿，分布式光伏发 电电价补贴为 0.35 元/千瓦时。对于大型光伏发电项目上电价，根据 意见稿主要将全国按照日照资源分为四个资源区，宁波属于 IV 类资源区，IV 类资源区上电价 1 元/千
9、瓦时。第 3 章新能源接入电影响分析233.1 风电场接入电的影响分析233.2 光伏电站接入电的影响分析273.3 本章小结29第 4 章宁波地区新能源接入电方式探讨304.1 风电场接入电方式的探讨304.2 光伏电站接入电方式的探讨454.2.110kV 并方案454.2.2380V 并方案484.3 本章小结494.3.1 风电场接入电方式研究504.3.2 光伏发电接入电方式50第 5 章宁波地区新能源接入电实际应用研究515.1 宁波北仑福泉山风电场接入系统研究515.2 宁波城市技术学院 2.2MW 太阳能光伏发电项目715.3 本章小结80第 5 章宁波地区新能源接入电实际应用
10、研究5.1 宁波北仓福泉山风电场接入系统研究浙江中营宁波北仓福泉山风电场位于宁波市北企区白峰镇和柴桥 镇交接的双石人山、福泉山区域。风电场位于浙江省东部沿海，测 风塔处 50m 高度年平均风速为 6.4m/s，风功率密度为 325W/ni2,风 功率密度等级为 3 级，风能资源具有较好的开发价值。本工程风电 机组布置在该区域山脊上，拟安装 33 台单机容量 1500 千瓦的风电 机组，总装机容量 4.95 万千瓦。宁波浙江中营宁波北企福泉山风电 场地理位置示意图见图 5-1。根据业主提供的资料，风电场工程规模 概况如下：风电场工程拟安装 33 台单机容量 1500 千瓦风电机组， 总装机规模约
11、为 4.95 万千瓦，风电机组年运行小时数为 2079 小时， 年上发电量约 1.03 亿千瓦时。风电机组机端电压为 690 伏，按风机- 箱变联合单元接线的原则，升压至 35 千伏。本工程风电机采用变频 系统的双馈异步电动机，功率因数可调，风电机可发出或吸收少量 无功，额定功率因数为 1。首台机组计划 2012 年 10 月建成投产， 机组全部投产为 2012 年 12 月份。结论以风电和太阳能光伏发电为宁波地区新能源典型方式，针对新能 源大规模接入对宁波电的方式和影响进行了深入的研究和探讨，主 要内容如下：1)对新能源的发展趋势和重要意义进行了综述，并对现行的新能 源几种典型的方式进行了说
12、明，指出在宁波地区新能源发展具有广 阔的前景；对宁波地区新能源接入电方式研宄具有重要的意义。2)简要分析了宁波电电源结构特点，着重介绍了宁波地区风电、 太阳能光伏发电资源特点，现状及规划发展情况；同大陆其他区域 相比，宁波这 2 种新能源具有独特的发电特点。3)研宄了宁波地区新能源接入对电的影响，风电场对电的影响主 要体现在电能质量、安全稳定运行、系统调度、电规划、无功配置 及系统二次方面的影响等几个方面；太阳能光伏发电主要体现在非正常孤岛、电能质量、电稳定、并调度、电价补贴监管和并安全等 几个方面。针对影响的各个方面，在文本中提出了针对性的应当措 施，以降低其接入对电的冲击。4)在分析影响的基础上，给出了 2 种新能源接入电的方案，主要 包括单点接入容量、接入电压等级和接入方式。给出的典型方式对 指导宁波地区新能源接入具有很大的指导意义。
