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1、乌兰察布市察右后旗韩勿拉风电场风电消纳能力研究报告目 录1前言 （1）1.1项目概况 （1）1.2研究内容 （2）1.3编制依据 （2）2 电网现状及“十二五”规划概述 （3）2.1电网现状 （3）2.2电网“十二五”规划概述 （4）3 负荷预测及电力平衡分析 （6）3.1内蒙古电网负荷预测及电力平衡分析 （6）3.2乌兰察布地区电网负荷预测及电力平衡分析 （10）3.3小结 （11）4 风电功率特性及其与负荷相关性分析 （11）4.1风电出力特性分析 （12）4.2乌兰察布地区风电出力相关性分析 （13）4.3风电出力与负荷变化的相关性分析 （14）4.4小结 （16）5 风电消纳能力分析
2、（17）5.1研究方法 （17）5.2乌兰察布地区风电消纳能力分析 （18）5.3相关实例介绍 （25）5.4小结 （26）6 电气计算分析 （26）6.1潮流计算分析 （26）6.2稳定计算分析 （27）6.3谐波和闪变分析 （28）7 结论和建议 （28）7.1结论 （28）7.2建议 （30）附图（31）乌兰察布市察右后旗韩勿拉风电场风电消纳能力研究1 前言内蒙古自治区气候属典型的中温带季风气候，具有降水量少而不匀、寒暑变化剧烈的气候特点；春冬季风大，年平均风速在3m/s 以上，蕴藏着丰富的风能资源，具备大规模开发风电的自然条件。全区风能总储量1.052TW，技术可开发量约300GW，约
3、占全国风能资源储量的40%，居全国首位。乌兰察布地区风能丰富区和较丰富区面积大，分布范围广，且具有稳定度高、连续性好的风能品位，年有效风速的持续时间长，无破坏性台风和飓风。风能功率密度100200W/m2，年平均可利用小时数约40007800h，年最长连续无有效风速小时数小于100h。利于大规模开发风电资源。截至2011年底，乌兰察布地区风电装机容量为3200MW，2015年风电规划容量为6436MW。乌兰察布市察右后旗韩勿拉风电场位于乌兰察布市（东经1102611449，北纬40104328）北部后山地区，是内蒙古自治区和乌兰察布地区风能资源主要开发区。大唐新能源乌兰察布市察右后旗韩勿拉风电
4、场位于内蒙古乌兰察布境内，场区风能资源丰富，风向和风能分布集中，湍流强度较小，无破坏性风速，对风机布置较有利，是一个理想的风电场场址，具有较高的开发价值。1.1 项目概况因风电的波动性强，不能按照电网的用户需要发电，因此，风电必须通过电网与其它电源共同进行综合调节，才能更好的满足用户用电需求，保证供电质量和电网安全稳定运行。此外，风电出力的随机性和不稳定性影响电网安全运行，使得电网消纳风电的能力有一定限度，不能超过电网允许的消纳能力来利用风电。根据国家能源局大型风电场并网设计技术规范规定，风电场并网设计应开展电力系统接纳风电能力的专题研究。电网消纳风电的能力决定了风电的发展规模。要加快风电发展
5、，就必须认真研究电网消纳能力的问题。提高风电就地消纳能力是促进风电消纳的根本措施。大唐新能源乌兰察布市察右后旗韩勿拉风电场为中国大唐集团新能源股份有限公司下属新能源开发公司的在建项目，在察右后旗已核准在建49.5MW，目前正在积极开展前期工作，该地区风资源丰富，适合建设大型风电场，由大唐新能源与内蒙古电力集团共同申报并获得国家科技部批准的“863”科技项目：适合于风电的大规模压缩空气储能项目准备在该地区建设2MW级示范工程项目，为解决弃风同时消除风电的间歇性进行试验性研究，通过试验进行可行性探索，以期提高风电资源利用率。1.2 研究内容由于风电具有与常规电源完全不同的特性，且风资源丰富的地区通
6、常都位于电网的末端，电网网架结构相对薄弱。如果在规划阶段没有对电网如何消纳风电和风电对电网的影响进行研究，对可能发生的问题没有足够的认识并提前采取合理的技术措施，这些大型风电场建成后可能面临难于正常运行，且并网后会对电网运行产生严重影响，造成重大的经济损失。本项目通过对乌兰察布地区风电发展规划进行研究，分析乌兰察布地区风电消纳能力，并提出风电运行建议，为制定风电与其它电源及电网的协调规划提供参考依据。项目研究内容包括：（1） 对内蒙古西部电网、乌兰察布地区电网现状及其“十二五”规划情况进行分析。从电源、输变电规模、外送通道等方面详细分析电网现状及规划情况，分析其对风电发展的影响。（2） 对内蒙
7、古电网、乌兰察布地区电网进行负荷预测及电力平衡分析。分析在风电场按照不同比例出力参与电力平衡情况下，计算内蒙古电网、乌兰察布地区电网“十二五”期间盈余或缺乏的装机容量。（3） 风电出力特性及其与乌兰察布地区电网负荷变化相关性分析。根据乌兰察布地区典型区域的风况实测数据，计算各风电出力及其变化的概率分布，研究风电出力特性。根据乌兰察布地区电网的负荷数据，分析2012年和2015年乌兰察布地区风电场出力变化与电网负荷变化的相关性。（4） 风电消纳能力分析。重点从负荷需求、调峰能力、就地消纳三个方面分析电网风电消纳能力。（5） 电气计算。根据乌兰察布地区电网风电消纳能力分析结果，校核规划年网架结构是
8、否可以满足不同方式下的风电消纳能力，重点计算不同方式下的风电场接入后的系统潮流以及系统稳定性。1.3 编制依据电力系统设计技术规程 (SDJ161-85)电力系统安全稳定导则(DL755-2001)国家电网安全稳定计算技术规范 (Q/GDW 404-2010)电网运行准则 (DL/T 1040-2007)国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定( 2009)风电场接入电网技术规定(Q/GDW)大型风电场并网设计技术规范（NB/T 31003-2011）内蒙古电网2012年度运行方式蒙西电网“十二五”发展规划乌兰察布电网“十二五”规划设计2 电网现状及“十二五”规划概述2.1 电网现状2.
9、1.1 内蒙古电网现状2.1.1.1 发电装机容量截至2011年12月，蒙西电网统调装机容量42360.39MW,其中火电32368.5MW、水电557.9MW、风电8354.54MW、燃气1015.2MW、光伏22.25 MW、其他42 MW。内蒙古电网直调装机容量40255.36 MW,其中火电31072MW、水电540MW、风电7628.16MW、燃气1015.2MW。地调装机容量2105.03MW。自备电厂装机容量5896MW。2.1.1.2 输变电规模截至2011年12月，内蒙古电网220kV及以上统调变电总容量60114.8MVA(含用户)；变电站141座，其中500kV变电站16
10、座，220kV变电站125座；变压器307台，其中500kV变压器28台，容量21000 MVA，220kV变压器279台，容量3914.8MVA。截至2011年12月，内蒙古电网投运220kV及以上统调输电线路455条总长17130.87km, 其中500kV线路46回，长度4191,043km, 220kV线路409条，长度12939.83km。2.1.1.3 外送电容量及通道规模蒙西电网通过2个通道共4回500kV线路向华北电网送电，包括：（1） 丰泉变万全变2回500kV线路。（2） 汗海沽源平安城2回500kV线路。四回500kV线路最高送电能力4000 MW ，2011年实际最大外
11、送电力4313 MW。2.1.2 乌兰察布地区电网现状乌兰察布地区电网位于内蒙古电网的中部，是内蒙古电网的重要组成部分。供电区域包括为乌兰察布市一市一区四旗五县，到2011年底，乌兰察布地区电网已形成了丰泉、汗海、旗下营三座变电站为顶点的500kV网络，与呼市、包头、锡林郭勒地区形成多回路联系，并通过四回500kV线路向京津唐送电，已投运500kV变电容量4500MVA；220kV电网以丰泉、汗海、旗下营500kV变电站为依托，形成环网结构。2.1.2.1 发电装机容量截止到2011年底，乌兰察布地区电网电源装机容量为6779.3MW。其中：有7座火力发电厂，总装机容量4940MW，即华宁热电
12、厂（2155MW）、华立电厂（215MW）、华电卓资电厂（4200）、丰镇电厂（4200）、新丰热电厂（2300MW）、京隆电厂（2600MW）、岱海电厂（机组为4600MW，直接接入华北电网）。乌兰察布市境内由于特殊的自然地理条件，风力资源丰富，风电装机3200MW。2.1.2.2 输变电规模截止到2011年底，乌兰察布地区电网有500kV变电站3座，即丰泉500kV变，主变容量2750MW，旗下营500kV变，主变容量2750MW；汗海500kV变，主变容量2750MW；220kV变电站12座,变压器28台,变电容量3816MVA，220kV线路63条，长度2108.862km。2.2 电
13、网“十二五”规划概述2.2.1 内蒙古电网及电源规划2.2.1.1 内蒙古电网规划（1） 500kV电网规划按照向特高压、超高压外送通道汇集风电、火电、抽水蓄能电源的需要，加强蒙西电网东西断面联络线路，满足自西至东汇集输送电力的要求，“十二五”初期重点加强呼丰、呼包断面联系，2012年呼包断面形成6回、呼丰断面形成6回500kV线路联络。2015年蒙西乌海至丰镇各个断面形成六回及以上500kV线路联络。加强电网南北部地区联络线路，满足风电不同出力运行方式下电力送出及地区用电需求。按照自治区沿黄河沿交通干线重点产业发展的用电需求，规划在沿黄河沿交通干线经济带形成多回路、500kV环网结构，所有500kV变电站实现双主变、双电源，供电能力和供电可靠性大幅提高。根据风电输送及蒙西北部供电需要，逐步加强蒙西北部500kV电网，在不断增加与南部主干网络联络线路的同时，逐步形成北部自西至东的联络通道，为蒙西北部风电上网输
