李 华，金世鑫，赵 琳，商文颖

（1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

辽宁电网特高压电力调峰研究

李 华1，金世鑫2，赵 琳1，商文颖1

（1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006）

“十三五”期间，随着规划核电和风电机组的陆续投产，辽宁电网调峰电源比重进一步下降，不参与调峰或具有反调峰特性电源比重进一步增大，电网调峰问题变得日趋严峻。如果特高压电力不参与电网的调峰，到2020年辽宁电网调峰的形势将会十分严峻。在研究分析辽宁省内负荷特性、电源特性的基础上，以调峰补充裕度为评价指标，从电网规划角度分析了特高压参与调峰的必要性，并提出了特高压电力调峰建议。

特高压；电力平衡；调峰；调峰裕度

随着辽宁省国民经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，辽宁电网的用电负荷不断攀高。同时，随着辽宁电网负荷水平的不断增长，电力负荷峰谷差也逐步加大。“十三五”期间，随着规划风电机组和核电机组的陆续投产，辽宁电网调峰电源比重进一步下降，具有反调峰特性和不参与调峰电源比重进一步增大，造成电网出现的调峰问题日趋严峻。通过分析辽宁电网未来调峰平衡的结果表明，电网峰谷差的增长速度大于本省统调机组的增加速度，新增外来电力也必须参与电网的调峰。

“十三五”期间，为满足煤电和风电基地开发、外送，解决东北地区“窝电”问题，重点建设“东通道”哈尔滨东—长春东—沈阳东—营口和横向大庆西—哈尔滨东、扎鲁特—沈阳东2个通道、特高压交流纵向“西通道”呼盟—大庆西—白城—扎鲁特—锦州，形成覆盖黑、吉、辽3省、蒙东地区及主要能源基地的交流特高压环网，这些输电项目如何参与电网调峰，需要进行深入研究。本文在辽宁电网现状分析的基础上，从电网规划的角度分析了辽宁电网对特高压电力的调峰需求，提出了“十三五”末期特高压电力系统进行调峰的建议。

1 辽宁电网负荷特性

辽宁省电网的主要负荷特征是负荷变化幅度不大，相对平稳，有3个高峰时间段。

第1个高峰时段为9～11时，此时段各公司、工厂开始开工，商场开始营业，用电负荷出现3个小高峰。

第2个高峰时间段为14～17时，此时段为下午工作时段。

第3个高峰时间段为21～22时，此时段居民照明负荷加大，电解铝等高耗能产业工厂开始工作。

低谷时间段为2～4时，低谷不明显。

冬季负荷曲线与夏季负荷曲线相比，冬季负荷明显高于夏季负荷，说明辽宁地区在负荷特性方面仍然以采暖为主，降温为辅，反映了东北地区的自然气候状况，夏季和冬季典型日负荷曲线对比如图1、图2所示。

图1 辽宁省2005年、2010年、2014年夏季典型日负荷曲线对比

图2 辽宁省2005年、2010年、2014年冬季典型日负荷曲线对比

辽宁电网2005年、2010～2013年最大峰谷差情况如图3所示，最大峰谷差由2005年的270万kW增长到2013年最高的591万kW。总体趋势为曲折向上。2005年、2010年和2012年最大日峰谷差出现在12月，2011年出现在5月，2013年出现在8月。由最大峰谷差出现日期可以看出，最大峰谷差日一般出现在冬季。从最大峰谷差与当年统调最大负荷的比例关系来看，占比最低的为2010年的16%，最高的为2013年的20.39%，调峰压力逐年增大。

2 辽宁电网调峰能力分析及存在问题

2.1 辽宁省调机组调峰能力

各类机组的调峰能力有一定差异。

火电是辽宁电网主要的调峰电源，近年来我国电网不但在设计新投运火电机组时考虑了调峰运行，而且也在不断对老机组进行最低稳燃出力技术改造，使其最小技术出力不断降低，目前，火电机组的调整容量一般为20%～50%。但是高效火电机组的深度调峰运行，尤其是启停调峰运行，会带来许多问题［1］。

图3 辽宁省最大峰谷差情况

出于对核电安全高效利用考虑，目前我国核电基本不安排参与系统调峰。

水电是理想的调峰电源，具有启停迅速、调荷范围广的特点，如不做特别考虑，一般认为水电调峰容量为其装机容量，即水电具备随时启停调峰的能力［2］。

抽水蓄能电站运行灵活可靠，启停迅速，既能调峰又可填谷，能够很好地适应电力系统各种负荷的变化，利用系统低谷时段的富裕电量抽水，在系统高峰时发电，可以改善火电机组运行条件，提高火电机组的负载率，有利于系统的安全稳定和经济运行。

总体来说，2014年辽宁省统调机组可以基本满足调峰要求，但节假日或遭遇极端恶劣天气等特殊情况下的调峰能力明显不足。

2.2 辽宁电网调峰存在问题

造成辽宁电网调峰困难的主要原因有以下几点［3］：

a.电网峰谷差不断增大，使电网调峰形势日趋紧张；

b.核电机组连续投运，调峰矛盾进一步加剧；

c.风电快速发展，电源结构不合理，电网调峰能力不足；

d.受最小运行方式制约，冬季供热期间全网机组开机方式较大，而负荷较轻，造成电网调峰形势进一步恶化；

e.水电装机比重偏小，抽蓄电站频繁调峰［4］；

f.供大于求矛盾突出，低谷调峰压力巨大；

g.由于电煤质量较差，东北地区火电受阻容量较大，严重影响了电网调峰能力。

由于电煤质量差，东北地区部分火电机组尖峰出力带不上去，低谷减不下来，造成机组开机方式加大，严重影响了电网的调峰能力。

3 电力平衡与调峰需求计算

3.1 电力平衡

计算水平年取2014～2020年，平衡方式选取冬季大负荷情况，进行全口径电力电量平衡计算。

辽宁省属于一次能源严重匮乏的省份，在合理安排省内电源装机的同时，为满足省内负荷增长需要，实现东北区域最大范围内资源优化配置，需考虑受入区外电力。经电力平衡计算：2015～2020年辽宁电网存在电力缺口，2015年将达到658万kW，2020年将达到1 505万kW，考虑省间电力流边界条件，2015年辽宁电网还需省内组织电源或通过特高压受入电力475万kW，辽宁省电力平衡表如表1所示。

表1 辽宁省电力平衡表万kW

3.2 调峰需求

为校核辽宁电网未来调峰能力是否充足，需进行电网调峰能力平衡计算，辽宁省调峰平衡表如表2所示。

表2 辽宁省调峰平衡表

在充分挖掘水电和火电调峰潜力的前提下，辽宁电网2015年电网调峰需求得到基本满足。如果火电机组为提高运行效益调峰深度有所降低或抽蓄机组降低调峰运行容量［5］，2015年辽宁电网会出现调峰不足，需要外区电力参与调峰。

2020年辽宁电网调峰压力较大，在火电深度调峰和抽蓄机组全部投入调峰情况下，调峰容量仅有187万kW，需要外区电力参与调峰的幅度较大。

辽宁电网调峰能力校核计算是在理想情况下计算得到的，实际运行中的调峰问题将较上述结果更为严峻。

4 特高压电力参与调峰运行计算

根据辽宁电网调峰能力平衡计算可知，在不考虑外区电力参与调峰的情况下，辽宁电网面临严重的风电消纳问题。

图4为特高压不同调峰深度参与调峰时辽宁省调峰容量盈余的变化，由图4可知，随着调峰深度的增加，2018年和2020年的调峰容量盈余持续增加，特高压参与调峰作用明显［6］，为了缓解辽宁电网的调峰压力，特高压必须参与调峰。

图4 辽宁省调峰平衡表

对500 kV外区电力及特高压电力参与调峰的运行方式进行计算时，作如下假设：

a.特高压交流最大调峰深度为50%；

b.500 kV外区电力最大调峰深度为30%。

按照上述计算原则，对2015年、2018年和2020年辽宁电网考虑外区电力调峰能力进行平衡计算。特高压参与调峰后，辽宁电网调峰能力得到提高，2015年、2018年和2020年调峰盈余分别为495万kW、711万kW和565万kW。

5 结论

a.辽宁电网年最大峰谷差总体呈上升趋势，用电结构变化是主要原因，总体趋势为曲折向上。

b.根据负荷预测水平以及电源规划装机情况进行平衡计算，辽宁电网存在电力供应不足，在合理安排省内电源装机的同时，为满足省内负荷增长需要，实现东北区域最大范围内能源资源优化配置，需要吸纳外区电力满足需要。

c.在不考虑外区电力调峰情况下，辽宁电网2015年、2018年调峰需求得到基本满足。2020年辽宁电网调峰压力较大，伴随着风电的快速发展，风电消纳问题越来越严重。

d.通过外区电力进行调峰，辽宁电网调峰能力得到提高，2015年和2018年可以满足风电消纳。

［1］衣立冬，朱敏奕，魏 磊，等.风电并网后西北电网调峰能力的计算方法［J］.电网技术，2010，34（2）：129－132.

［2］国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院.适应特高压电网接入的电网调峰问题研究报告［R］.沈阳：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，2015.

［3］孙 峰，司红代，孙晓非.智能电网多指标综合评估体系研究［J］.东北电力技术，2011，32（9）：1－7.

［4］张志锋，徐 箭，闫秉科，等.考虑特高压送风电的湖北电网调峰方案［J］.电力自动化设备，2013，33（4）：6－11.

［5］张宏宇，印永华，申 洪，等.大规模风电接入后的系统调峰充裕性评估［J］.中国电机工程学报，2011，31（22）：26－31.

［6］刘德伟，黄越辉，王伟胜，等.考虑调峰和电网输送约束的省级系统风电消纳能力分析［J］.电力系统自动化，2011，35（22）：77－81.

Research on Electric Peak Shaving of Liaoning Power UHV Grid

LI Hua1，JIN Shi⁃xin2，ZHAO Lin1，SHANG Wen⁃ying1
（1.Economic Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China；2.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Along with the planning of nuclear power and wind turbine production in succession at“thirteen five”period，the propor⁃tion of Liaoning power grid peak shaving declines further and do not participate in peaking.With the proportion of anti peak regulation further increases，peak shaving problem is becoming more and more severe.If extra power does not participate in peak power peaking，the situation of Liaoning will become very serious by the year 2020.This paper uses peak abundance as the evaluation index based on the analysis of load characteristics and power characteristics of Liaoning province，the suggestions of the special high⁃voltage power peaking are put forward.

UHV；Power balance；Peak；Peak⁃shaving margin

TM73

A

1004－7913（2015）12－0013－03

李 华（1986—），女，硕士，工程师，从事电网规划研究工作。

2015－09－30）