风电项目接入系统方案

【摘 要】探讨湛江徐闻福来风电场工程接入系统方案,对湛江市以及徐闻县进行电力需求预测以及电力平衡的基础上,考虑风电场的送出方向,提出福来风电接入电网的三个方案.以电气计算为基础,经过技术、经济比较,得出福来风电最优接入方案.

【关 键 词】风电场,电力系统,接入,方案

1.引言

湛江徐闻县风能临近大海,风能充足,福来风电项目能够保证其风能资源的充分利用,是湛江地区能源供应的有效补充,缓解湛江电网的供电压力.而且作为绿色电能,有利于缓解湛江地区电力工业的环境保护压力,促进地区经济的持续快速发展.

2.福来风电项目概况

华润徐闻福来风电场工程按照风能资源条件和拟定的风机布置原则在风电场区域进行风机排布,本风电场采用50台单机容量2000kW的风电机组,总装机容量为100MW.测算本风电场年上网电量为19207.9万kWh,容量系数为0.219,全年满发小时数为1921h.

3.负荷预测及电力平衡

3.1负荷预测

预计2016年湛江市全社会用电量166亿kWh,全社会用电最高负荷2720MW,至2020年,湛江市全社会用电量为301亿kWh,2013年～2020年期间年均增长率为17%,全社会最高负荷为4843MW,年均增长率为17%.

预计2016年徐闻县全社会最高供电负荷达到195MW,徐闻县2013～2020年供电负荷为121～323MW,年均增长率约为14%.

3.2电力平衡

从湛江220kV及以下电网电力平衡可以看出,即使考虑徐闻福来风电场项目,湛江市220kV及以下电网在夏大、冬小方式下一直处于电力盈余的状态,2020年,夏大方式下出现少量缺额,缺额为636MW.从湛江110kV及以下电网电力平衡可以看出,由于湛江市负荷基数相对较大,110kV及以下电源装机容量小,在夏大、冬小两种方式下,无论是否考虑徐闻福来风电场项目,湛江110kV及以下电网均存在大量电力缺额.预计2016年至2020年,冬小方式下,湛江110kV及以下电网电力缺额（考虑福来风电）在433MW～1483MW之间.从湛江电网整体看,湛江110kV及以下电网具备消纳徐闻福来风电场项目的空间.

徐闻县风力资源丰富,风电场接入较多,并在2015-2018年内还将接入多个风电场.由于风电场的出力特性,电场在冬季负荷需求较低的时候出力较多,所以冬小方式下徐闻220kV（110kV）及以下电网在近年内都有一定的电力盈余.考虑福来风电场的情况下,预计2016年,夏大方式下,徐闻220kV（110kV）及以下电网电力盈余为：43MW.随着负荷需求的不断增长,预计2020年,徐闻地区220kV（110kV）及以下电网电力在夏大方式下出现亏缺,缺额为6MW,冬小方式下仍有盈余,盈余减少至478MW.综上所述,徐闻福来风电项目装机容量100MW,夏季最大出力约40MW,冬季最大出力约80MW,徐闻地区远期具备消纳福来风电场风机出力的可能,但近期内不具备消纳福来风电场风机出力的空间,建议福来风电场电力送至湛江110kV及以下电网消纳.

4.福来风电场接入系统方案

4.1接入方案拟定

根据福来风电场电力送出方向分析及周边电网情况,拟定如下方案.如图1所示.

方案1：电厂以110kV电压等级接入系统,新建1回出线至110kV曲界站,线路长度约12km,新建线路导线截面为300mm2.

方案2：电厂以110kV电压等级接入系统,新建1回出线至龙塘站,线路长度约25km,新建线路导线截面为300mm2.

方案3：电厂以110kV电压等级接入系统,新建1回出线至220kV闻涛站,线路长度约22km,新建线路导线截面为300mm2.

4.2潮流计算

从220kV供电能力看,四个方案接入闻涛站供电区,220kV闻涛站除了满足供电区域内下桥、徐城、西埚、海安、迈陈、曲界、龙塘、新寮八个110kV变电站的供电需要外,仍需承担徐闻县多个风电场电力外送的任务.由潮流图可知,各种方式下,闻涛片区110kV电网潮流分布可以满足控制要求.闻涛站供电区各方式下潮流分布均匀.如图2所示,本文仅给出风电场风机出力最大的冬季小方式潮流.

4.3短路计算

选取2016年短路电流进行比较,2016年各方案风电场近区电网短路电流情况见表1.显然,各方案风电场近区电网短路电流相差不大,均可满足要求.

表1各方案短路电流

项目

110kV徐闻站龙塘站/曲界站风电场

110kV升压母线

方案1三相9.65.63.3

单相8.94.33.1

方案2三相9.84.83.2

单相8.83.93

方案3三相9.64.53.4

单相8.93.63.2

5.方案比较

5.1技术比较

从潮流流向来看,方案3直接接入220kV闻涛站,方案2则经110kV龙塘站消纳后上送,方案1经由曲界站上送,方案3潮流流向较其它方案更优.远期,随着曲界负荷的增长,夏大方式下将会有更多负荷能够在本地消纳,方案1更适合长远发展需求.

从线路输送安全性角度看,四个方案在两种运行方式下均能够满足电力输送.值得注意的是,2016年冬小方式下,方案2龙塘至闻涛线路输送容量达到113.86,鉴于风电场最大出力在十月份～次年三月份,徐闻地区这段时间的最高环温为31℃,徐闻至龙塘线路导线截面为300mm2,环温35℃时最大输送容量114MVA.线路几近满载.待前山风电场二期50MW项目投产后,则会导致该条线路过载.

方案2线路输送安全性相对较差,为保障电网运行安全,建议加快110kV闻涛站至龙塘站第二回线路工程的建设进度.

从线路输送安全性角度,方案1和方案3相对较优,从对远景电网规划适应性来看,方案1较好,从施工难度来看,方案1施工难度最小.

综合上述比较,从技术角度看,方案1各方面相对较优,其它方案稍差.

5.2经济比较

所提出的三个方案中,方案2较方案1多约1121万元.方案3较方案1多845万元.

综合上述分析得出,对给定的运行方式,徐闻福来风电项目的三个接入系统方案中,方案1投资最省,方案3经济性稍差,方案2经济性最差.具体经济比较数据见表2.

5.3推荐方案

综合比较结果,推荐华润新能源湛江徐闻福来100MW风电项目接入系统方案采用技术性最优、经济性相对较优的方案1.

6.结论

福来风电项目最终采用方案1,即：电场以110kV电压等级接入系统,新建1回出线至曲界站,线路长度约12km,新建线路导线截面为300mm2.