国网西北分部孙骁强等:新型电力系统中光热电站完全替代火电规划研究

时间:2022-08-30 16:55来源:电网技术

事故
日期
事故
地点
事故
原因
事故后果
2016年
9月28日
南澳
电网
台风和暴雨等极端天气 事故发生时南澳电网新能源发电占比高达48.36%,由于多条联络线故障跳闸、风机连续低压穿越失败以及高比例新能源系统的低惯量特性,最终致使南澳电网因频率崩溃全停。
2017年
2月8日
南澳
电网
极端高温
天气
事故发生时南澳电网风电出力占比超过30%,运行时因风电出力低于预测且网内备用严重不足,造成大量用户非计划停电事故,损失负荷30万kW。
2019年
8月9日
伦敦
电网
输电线路
遭遇雷击
后续接连发生电源出力损失共约190万kW,其中霍恩风电场因抗扰能力不足而脱网,导致出力损失约74万kW,故障冲击超出系统调节能力,导致频率持续跌落,触发低周减载动作,造成包括伦敦在内的大规模停电事故。事故发生时,风电出力占比超过30%。
2020年
8月中旬
加州
电网
持续高温
天气
由于光伏发电出力为零,风电出力受天气影响明显下降,加州新能源发电出力仅3.3GW(2019年底加州仅光伏装机即有27.4GW),引发电力短缺,导致超40万用户断电,持续时间约1h。
2021年
2月中旬
德州
电网
极端寒潮
天气

图1海西地区光热电站典型年内各月发电量分布

  表2海西地区光热电站替代火电装机比例测算

地区 日等效保证
小时数/h
替代火电装机比例
(参加电力平衡比例)/%
不考虑跨日调节
乌图 0 0
冷湖 0 0
德令哈 0 0
考虑跨日调节
乌图 5.1 100
冷湖 5.0 100
德令哈 3.7 92

图4海西乌图地区光热电站日等效小时数分布示意图

  表3海西地区光热在不同保证率下替代火电装机比例测算

地区 95%保证率 98%保证率 100%保证率
日等效
保证
小时数/h
替代火电装机
比例/%
日等效
保证小时数/h
替代火电装机
比例/%
日等效
保证
小时数/h
替代火电装机
比例/%
晚高峰时段按4h
乌图 5.1 100 3.5 88 3.5 88
冷湖 5.0 100 2.4 59 2.4 59
德令哈 3.7 93 2.3 56 2.3 56
晚高峰时段按6h
乌图 5.1 85 3.5 59 3.5 59
冷湖 5.0 83 2.4 40 2.4 40
德令哈 3.7 62 2.3 38 2.3 38

图52030年青海水电月发电量分布示意图

图62030年青海新能源月发电量分布示意图

  表42030年青海电网逐月电量平衡结果

月份 负荷
需求/
(亿kW·h)
水电
电量/亿kW·h)
火电
电量/(亿
kW·h)
光伏
电量/(亿kW·h)
光热
电量/(亿kW·h)
风电
电量/(亿kW·h)
电量
缺额/(亿kW·h)
1月 150 36 20 44 19 30 2
2月 140 35 10 41 19 34 2
3月 159 38 11 49 23 37 0
4月 164 42 11 49 25 36 0
5月 167 50 9 51 18 39 1
6月 158 62 2 43 18 32 0
7月 178 59 16 51 17 34 1
8月 175 69 7 50 21 29 0
9月 149 67 2 38 22 20 0
10月 146 52 6 39 22 28 0
11月 148 36 21 45 18 24 5
12月 166 36 27 39 15 24 25
全年 1900 580 140 540 236 368 36

图72030年青海电网逐月电量平衡示意图

  表5海西地区光热电站应急备用发电运行指标

项目 指标
年运行指标 本身发电量 248亿kW·h
应急发电量 22亿kW·h
总发电量 250亿kW·h
月运行指标 月最大应急发电量 14亿kW·h
出现月份 12月
日运行指标 日运行指标 1.2亿kW·h
出现月份 12月

图82030年海西地区光热电站发电量分布(含应急发电)

图92030年海西地区光热电站12月逐时平均发电量(含应急发电)

  表6海西地区不同规模光热电站应急备用发电运行指标

光热规模/
10MW
光热发电量/
(亿kW·h)
应急发电量/
(亿kW·h)
总发电量/
(亿kW·h)
应急发电
占比/%
100 45.6 11.5 57.1 20.2
200 91.3 17.9 109.3 16.4
300 136.9 20.1 157.0 12.8
400 182.4 21.7 204.2 10.6
500 227.9 22.3 250.2 8.9

图102030年海西地区不同光热电站规模发电量统计(含应急发电)

  孙骁强1,汪莹1,李庆海1,李富春2,杨攀峰2,杨楠1,张小奇1,霍超1,傅旭2,李海伟2

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