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摘要：现阶段我国局部地区供电网络正处于送电结构不匹配、冬季供热设备负载大以及满载运行时间长的状况，由此导致电网以调峰、调频为主要控制手段的优化运行面临很大困难。基于此，推动电网结构的调控和创新步伐、努力实现电网结构的稳定、经济运行，已成为电力运行监督管理部门、电网运营单位、电力生产企业等多个系统必须充分重视且要尽快解决的迫切问题。
关键词：电网结构；优化问题；解决策略；抽水蓄能
0 引言
随着我国经济总量的快速增长，人民的生活条件也在日益改善，由此导致社会的电力需求不断增加，发电规模不断加大，发电机组的运转负荷也在持续增大。在我国的电网供电格局中，火电生产规模及外供负荷具有很大的份额；水力发电规模占据着极小的比例；风电的生产和利用量呈现出快速上升的势头，在局部地区的电力供应中已占据了相当大的比例。然而由于风力发电的频繁波动性对电网运行产生的影响，加之冬季极度寒冷的环境，导致对电网系统的调峰、调频难度增大。
1 现阶段电网结构中存在的问题
1.1 电网供电结构不科学
在一些煤炭、季风、石油存在条件比较优越而水利、天然气资源比较欠缺的干旱地区，其一次性矿产资源的依赖性利用格局从根本上决定了电网供电的基本模式，这些地区的火力发电必然占据着主导地位，应用水利资源的电力生产规模则呈持续减小的态势，并且风力发电规模已持续增长，所占的份额越来越大。此种条件更加剧了电网调峰过程的难度。
1.2 电网调峰容量低
此类地区风力发电规模较大，占据比例增加，在寒冷冬季时段发电能力出现低谷态势并呈现逆调峰性质，增加了电网运行中调峰、调频的困难程度；在寒冷干旱地区，占发电装备一半容量以上的负荷要用于城市供热。由于要满足供热的需要，致使其用于电网调峰的功能极度萎缩，在电网运行低谷时调峰效果恶化，造成电网调峰、调频难以正常实现。
2 仿真模拟计算
因为前述地区电网调频、调峰能力的严重欠缺，所以只能被迫采用弃风即放弃风能利用的方式来实现电网的可靠运行。在电网输电负载量的最高值期间，依托降低火力发电装置的运行效率这一特殊的调节峰值手段，实现电网的调峰功能。
2.1 发电装备最低出力状况确定
在发电装备最低出力状况确定时不包括风电设备的功效，也不包括火电装备的开停影响。普通火电装备：此类火电装备在电网调峰时的出力率可达58%。热电联动装备：安排各年度11月到下一年度3月为供暖期。此时供热设备开机负载按本地区的相关规定执行。水电装备：安排在各年度的供暖期水电装备的负载最高值以装机负荷的百分之五十为标准。抽水蓄能装备：最高负载值时采用高效调峰电网结构，整体介入到电网调峰过程；负载最低值时依托总容量实施抽水作业，且作为负荷调整依据。核电装备：通常条件下，不作为电网调峰考虑依据。
2.2 仿真计算的数学模型
不将网损列入容量范围，每月期间的最高日发电能力是
PGmax，m=PLmax，m+Ppreserve，m-Ptis，m
式中，PLmax，m为最高负载值；Ppreserve，m为载荷富裕容量；Ptis，m为联通线切换功率。
基于运算得出的PGmax，m，依照各装备的调峰规则核算出发电装备的最低负载总值PGmax，m。
通过核算得出整年度弃风电量负荷与风电生产总量的比率。
3 根据弃风电量的新疆地区仿真计算举例
根据实际情况，每日的24时至次日的5时为电网负载低谷时段，而恰恰相反，此时段的风电生产却很有可能达到最高值，故此阶段按一定比例增加抽水蓄能装备的运行比率用于电网低谷时抽水，能够降低弃风量，补偿电网负载压力。针对新疆电网的特点，实现电源结构优化和调整的最有效途径就是加快抽水蓄能电站建设，增大抽水蓄能发电机组在电源结构中所占的比例，减轻电网目前所遇到的调峰调频压力，大幅度减少受电网制约所导致的弃风电量。
通过仿真计算，2015年新疆电网年风电发电量预计将达到75.17亿kW·h，新疆电网弃风电量预计将达到4.45亿kW·h，弃风电量将达到蒙东电网年风电发电量的5.92%，预计将有164天会发生弃风。若增加80万kW抽水蓄能机组，弃风电量比例可以降到更低。
4 结语
在目前的状况下，努力增大电网接纳风电等可再生能源的程度，减少弃风电量，增强电网的调峰、调频能力，已成为电网必须认真解决的重要问题。通过仿真计算，可以看到加快抽水蓄能发电容量建设可以大大减少弃风电量，有效提高电网运行的安全性和可靠性。这应是近期电网结构优化和调整的重要工作。
关键词：电网结构；优化问题；解决策略；抽水蓄能
0 引言
随着我国经济总量的快速增长，人民的生活条件也在日益改善，由此导致社会的电力需求不断增加，发电规模不断加大，发电机组的运转负荷也在持续增大。在我国的电网供电格局中，火电生产规模及外供负荷具有很大的份额；水力发电规模占据着极小的比例；风电的生产和利用量呈现出快速上升的势头，在局部地区的电力供应中已占据了相当大的比例。然而由于风力发电的频繁波动性对电网运行产生的影响，加之冬季极度寒冷的环境，导致对电网系统的调峰、调频难度增大。
1 现阶段电网结构中存在的问题
1.1 电网供电结构不科学
在一些煤炭、季风、石油存在条件比较优越而水利、天然气资源比较欠缺的干旱地区，其一次性矿产资源的依赖性利用格局从根本上决定了电网供电的基本模式，这些地区的火力发电必然占据着主导地位，应用水利资源的电力生产规模则呈持续减小的态势，并且风力发电规模已持续增长，所占的份额越来越大。此种条件更加剧了电网调峰过程的难度。
1.2 电网调峰容量低
此类地区风力发电规模较大，占据比例增加，在寒冷冬季时段发电能力出现低谷态势并呈现逆调峰性质，增加了电网运行中调峰、调频的困难程度；在寒冷干旱地区，占发电装备一半容量以上的负荷要用于城市供热。由于要满足供热的需要，致使其用于电网调峰的功能极度萎缩，在电网运行低谷时调峰效果恶化，造成电网调峰、调频难以正常实现。
2 仿真模拟计算
因为前述地区电网调频、调峰能力的严重欠缺，所以只能被迫采用弃风即放弃风能利用的方式来实现电网的可靠运行。在电网输电负载量的最高值期间，依托降低火力发电装置的运行效率这一特殊的调节峰值手段，实现电网的调峰功能。
2.1 发电装备最低出力状况确定
在发电装备最低出力状况确定时不包括风电设备的功效，也不包括火电装备的开停影响。普通火电装备：此类火电装备在电网调峰时的出力率可达58%。热电联动装备：安排各年度11月到下一年度3月为供暖期。此时供热设备开机负载按本地区的相关规定执行。水电装备：安排在各年度的供暖期水电装备的负载最高值以装机负荷的百分之五十为标准。抽水蓄能装备：最高负载值时采用高效调峰电网结构，整体介入到电网调峰过程；负载最低值时依托总容量实施抽水作业，且作为负荷调整依据。核电装备：通常条件下，不作为电网调峰考虑依据。
2.2 仿真计算的数学模型
不将网损列入容量范围，每月期间的最高日发电能力是
PGmax，m=PLmax，m+Ppreserve，m-Ptis，m
式中，PLmax，m为最高负载值；Ppreserve，m为载荷富裕容量；Ptis，m为联通线切换功率。
基于运算得出的PGmax，m，依照各装备的调峰规则核算出发电装备的最低负载总值PGmax，m。
通过核算得出整年度弃风电量负荷与风电生产总量的比率。
3 根据弃风电量的新疆地区仿真计算举例
根据实际情况，每日的24时至次日的5时为电网负载低谷时段，而恰恰相反，此时段的风电生产却很有可能达到最高值，故此阶段按一定比例增加抽水蓄能装备的运行比率用于电网低谷时抽水，能够降低弃风量，补偿电网负载压力。针对新疆电网的特点，实现电源结构优化和调整的最有效途径就是加快抽水蓄能电站建设，增大抽水蓄能发电机组在电源结构中所占的比例，减轻电网目前所遇到的调峰调频压力，大幅度减少受电网制约所导致的弃风电量。
通过仿真计算，2015年新疆电网年风电发电量预计将达到75.17亿kW·h，新疆电网弃风电量预计将达到4.45亿kW·h，弃风电量将达到蒙东电网年风电发电量的5.92%，预计将有164天会发生弃风。若增加80万kW抽水蓄能机组，弃风电量比例可以降到更低。
4 结语
在目前的状况下，努力增大电网接纳风电等可再生能源的程度，减少弃风电量，增强电网的调峰、调频能力，已成为电网必须认真解决的重要问题。通过仿真计算，可以看到加快抽水蓄能发电容量建设可以大大减少弃风电量，有效提高电网运行的安全性和可靠性。这应是近期电网结构优化和调整的重要工作。