一、丹麥電力系統(tǒng)概況
(1)電源結(jié)構(gòu)
2013年丹麥全國裝機總?cè)萘考s1539萬kW。其中,火電1061萬kW,占68%;風電477萬kW,占31%?;痣姍C組中熱電聯(lián)產(chǎn)機組比重較大,熱電聯(lián)產(chǎn)機組容量占火電總裝機容量的92%以上?;痣姍C組以混合燃料為主,煤/油混合燃料機組占火電裝機總量的55.7%,其它主要為燃油或燃氣機組。
(2)電網(wǎng)互聯(lián)和電量交換情況
丹麥輸電網(wǎng)主要由400千伏和132/150千伏輸電線路以及與挪威、瑞典、德國的互聯(lián)線路組成。丹麥東西兩島均以380kV和110kV線路為主網(wǎng)架,兩島間通過400kV直流海底電纜互聯(lián)。丹麥電網(wǎng)與北部的挪威有1條350kV和2回250kV的直流海底電纜,輸電能力為85萬kW;與北部的瑞典有1回250kV、1回285kV的直流海底電纜,和2回400kV、2回110kV的交流輸電線路,合計輸電能力275萬kW;與南部的德國有1回400kV直流海底電纜,2回380kV、2回220kV和1回150kV的交流輸電線路,合計輸電能力268萬kW。丹麥總體的外送輸電容量為628萬kW。
雖然丹麥電網(wǎng)送受電量較大,但是凈送受電量較小。以2012年為例,丹麥受入電量128.66億千瓦時,送出電量114.13億千瓦時,交換電量達到242.79億千瓦時,但凈進口電量僅為14.53億千瓦時。
(3)負荷特性
2013年丹麥用電最大負荷達到614萬kW,出現(xiàn)在1月份,全年負荷呈現(xiàn)冬季大、夏季小的特點。從典型日負荷特性看,全天呈現(xiàn)明顯的早、晚兩個高峰時段,日峰谷差率達到40%左右。
(4)風電發(fā)展與運行情況
2005-2013年丹麥風電增長緩慢,2005年丹麥風電裝機容量309萬kW,2013年477萬kW,年均增長僅5.6%。丹麥電網(wǎng)風電整體利用水平較高。2013年風電年發(fā)電量111億kWh,占丹麥用電量的比例達到33%,風電瞬時出力占負荷比例的最大值達到高達134%,全年風電發(fā)電利用小時數(shù)超過2500小時。
二、丹麥風電高比例運行的原因分析
依靠歐洲大電力市場,借助挪威等鄰國水電機組良好的調(diào)節(jié)性能,是丹麥風電實現(xiàn)高比例消納的重要條件之一。丹麥與挪威、瑞典和德國電網(wǎng)之間的輸電容量達到628萬kW,是2013年全年最大用電負荷的1.02倍,是風電裝機容量的1.32倍,因此,丹麥電網(wǎng)具備消納大規(guī)模風電的條件。
從全年運行來看,聯(lián)絡線調(diào)節(jié)對風電消納起到重要作用。如圖6所示,丹麥電力凈送出電力與風力發(fā)電出力呈正相關(guān)關(guān)系。在風電出力多發(fā)時段,聯(lián)絡線基本上都是送出電力,并且風電出力越大,聯(lián)絡線送出電力越多。而在風電出力較小時段,丹麥跨國聯(lián)絡線受入電量,滿足本地負荷需求。
從典型日運行來看,在風電大發(fā)時段聯(lián)絡線大量送出,對風電消納起到重要作用。以2013年12月21日為例,當日凌晨2:40,當負荷處于304萬kW的低谷時段,風電出力達到407萬kW,風電出力占比達到134%。當時風電出力已經(jīng)超過了本地負荷,跨國聯(lián)絡線外送電力254萬kW,占風電出力比例達到62%。從全天運行看,當日系統(tǒng)最大負荷492萬kW,最小負荷300萬kW,峰谷差率39%。風電根據(jù)來風情況不受限運行,最大出力431萬kW,最小出力341萬kW;熱電聯(lián)產(chǎn)機組和聯(lián)絡線配合風電實時調(diào)整,熱電聯(lián)產(chǎn)機組高峰時段出力252萬kW,低谷時段降至147萬kW;全天聯(lián)絡線均送出電力,高峰時段送出電力150萬kW,低谷時段增加至254萬kW,為促進風電消納做出貢獻。
三、對促進我國風電消納的相關(guān)啟示
2013年,我國蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個地區(qū),風電裝機均超過700萬kW,占當?shù)乜傃b機比重分別達到30%、24%、20%和32%,與西班牙裝機占比相當。2013年,蒙東、蒙西、甘肅、冀北風電年發(fā)電量占用電量比例分別達到37%、12%、11%和9%;風電瞬時出力占負荷比例最大值分別達到111%、36%、39%和20%。這四個地區(qū)靈活調(diào)節(jié)電源比例不足3%,風電運行指標較高的主要原因是依靠大電網(wǎng)調(diào)節(jié)。
以風電外送電力較高的蒙東為例。蒙東火電裝機1559萬kW,風電713萬kW,通過8回500kV線路和呼遼直流與東北主網(wǎng)連接。2013年4月25日5:40,風電瞬時出力占當?shù)刎摵杀壤_到111%,當時,風電出力293萬kW,電網(wǎng)用電負荷264萬kW,聯(lián)絡線外送676萬kW,風電電力基本全部外送。聯(lián)絡線外送是蒙東風電消納的主要渠道。
根據(jù)對丹麥和我國局部地區(qū)風電消納情況的分析結(jié)果可知,擴大電網(wǎng)覆蓋范圍,有利于平抑不同地區(qū)新能源出力差異,共享更大范圍內(nèi)的靈活調(diào)節(jié)電源,有效提高本地新能源開發(fā)利用水平。丹麥經(jīng)驗表明,大電網(wǎng)對于提高局部地區(qū)風電開發(fā)程度及有效消納的效果十分明顯。目前,我國風電富集地區(qū)靈活調(diào)節(jié)電源比例低,蒙東、甘肅等風電運行指標較高的主要原因是依靠大電網(wǎng)調(diào)節(jié),但是目前具備局部電網(wǎng)覆蓋范圍仍然較小,為實現(xiàn)我國風電高效利用,需要加快跨省跨區(qū)電網(wǎng)建設,在更大范圍內(nèi)消納風電。




