直流特高压外送对沙戈荒 新能源基地制约的案例分析
发布时间：
2023-08-26
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以宁夏腾格里沙漠基地项目为例，其配套电源装机1764万千瓦，其中煤电464万千瓦，风电400万千瓦，光伏900万千瓦。通过宁夏-湖南±800千伏直流特高压外送，设计输送能力800万千瓦。
近电气距离的煤电机组建设条件差。受暂态过电压影响，需配套煤电机组直接接入换流站，满足一定电气距离，提高对直流的支撑能力。煤电厂厂址调整后，煤炭运输距离增大，导致到厂煤价上涨，当入炉煤价提高140元/吨时，度电成本增加0.042元/千瓦时。
煤电提供可靠支持，但挤占新能源发电空间。为保证对直流特高压线路的无功支撑，配套煤电机组需常态保持开机方式。按照煤电机组最小出力30%考虑，午间光伏大发时，即使线路满送，不考虑风电发电量，仅光伏弃电功率将达到约240万～300万千瓦，此时段弃电率达到27%。
大量储能缓解限电情况但降低项目收益率。为保证外送输电通道可再生能源电量比例原则上不低于50%，需要配置高冗余新能源装机，同时为解决午间光伏大发高弃电率和晚高峰顶峰需求的问题，要同步配置高比例储能，投资大幅增加，进一步降低项目收益率。当储能容量由20%，2小时调整至20%，4小时时，投资增加导致资本金收益率降低0.6个百分点。
两省发受曲线匹配困难。湖南省的用电曲线和宁夏新能源基地的发电曲线存在季节性和日间错配现象。从受电端省份湖南省的用电曲线看（见图1、图2），湖南省用电负荷呈现工作日内日峰谷差明显，最大峰谷差达40%以上，用电高峰时段为9:00～11:00、18:00～21:00，且节假日负荷曲线较工作日下降最大可达40%左右，与光伏发电曲线匹配性差；年际最高负荷变化幅度大，3～6月最高负荷明显降低，年际变化幅度超50%，而宁夏风电则呈现夏季发电量低的特点，尤其是7、8月。如果湖南省根据用电负荷情况修改送电功率曲线，将会造成更高的弃风、弃光率。如受电端需求减少，通道送电功率400万千瓦，除去煤电最低运行负荷，午间仅弃光率就超过70%，晚间风电大发时，弃风率达到20%左右。
电网需配备大量集中式或分布式调相机。根据相关测算，夏腰方式下直流满送，新能源大发，火电保持开一半方式下，直流特高压三次换相失败闭锁情况下，暂态过电压标幺值超过1.3，还需加装20台分布式调相机。
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