“ “报告编号HNY2016- 分类号TM614 能源基金会项目 号 G1406-21499 能源基金会支持项目 青海省大规模光伏发电并网研究 Study on PV Power Grid Integration in Qinghai Province 中国电力科学研究院 2016 年 10 月 “ “ 内容摘要 青海省太阳能资源丰富，具备良好的太阳能发电资源、环境条件、 电价政策及政府支持， 根据青海光伏发展规划， 预计 年青海光伏并 网容量将达到 ’ 。 目前，青海光伏电站 大 部分集中在海西地区， 而 海西地区负荷较少， 且 海西和青海主网之间传输能力有限，在线路重载 时，新能源会出现断面受限的情况。另外，由于光伏发电出力具有间歇 性和波动性，随着光伏快速发展 ， 光伏装机容量进一步增加，青海省得 电网潮流、电力平衡、电网运行方式 都 需要做出相应 的 调整，这都将给 电网安全稳定运行带来影响。因此，如何合理的规划青海省内包括光伏 发电在内的各类电源结构、电网网架结构、光伏装机地理位置分布等， 是保障青海省光伏发电充分消纳的前提。“ 鉴于此， 本 项目基于青海省电网光伏发展规划，建立青海电网光伏 发电并网仿真模型和生产模拟仿真模型，构造仿真基础数据，利用新能 源生产模拟软件， 开展青海电网光伏发电接入影响分析和接纳能力分析， 对规划的电源装机和电网构架提供合理建议，支撑青海光伏发电最大化 消纳。主要研究内容如下 （1）分析并提出 2020 年青海电网规划光伏发电并网存在的潜在运 行问题以及解决方案。 （2） 评估 2020 年不考虑特高压外送情况下 1000 万千瓦光伏装机以 及考虑特高压外送情况下 2400 万千瓦的光伏装机时青海光伏发电消纳 情况，包括发电量、弃光率、利用小时数等。 （3）为实现 2020 年光伏发电规划装机容量及全额消纳，提出光伏 电站优化布局方案、电网网架加强方案、灵活调节电源建设方案、更加 灵活的电力系统调度运行优化方案。并基于不同情景，评估各类方案 的 光伏发电水平、弃光率等。 关键词光伏发电；发展规划；生产模拟仿真；接纳能力；评估 “ “ 目录 1“ 概述“““ 1.1“ 项目背景“““ 1.2“ 项目研究内容“““ 2“ 新能源时序生产模拟模型“““ 2.1“ 新能源时序生产模拟仿真原理“““ 2.2“ 基于时序生产仿真的新能源接纳能力计算模型““*“ 2.2.1“ 目标函数““*“ 2.2.2“ 约束条件““*“ 3“ 2015 年光伏消纳能力分析“““ 3.1“ 计算边界条件“““ 3.2“ 2015 年青海电网新能源消纳能力分析“““ 4“ 2020 年光伏消纳能力分析“““ 4.1“ 无特高压外送场景分析“““ 4.1.1“ 边界条件“““ 4.1.2“ 2020 年 10GW 光伏消纳能力计算““,“ 4.1.3“ 敏感性分析““-“ 4.1.4“ 小结“““ 4.2“ 考虑特高压外送场景“““ 4.2.1“ 边界条件“““ 4.2.2“ 2020 年 24GW 光伏消纳能力分析““.“ 4.2.3“ 小结“““ 5“ 结论““,“青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 1 概述 1.1 项目背景 青海省太阳能资源丰富， 尤其是柴达木盆地更是全国光照资源最丰富的地区， 年日照时数在 3100～3600h 之间， 年总辐射量可达 7000～8000MJ/m 2 ， 为全国第 二高值区。 在相同的面积和容量的情况下， 光伏并网发电能比相邻的甘肃、 新疆 多发 15 ～25的电量。青海省地处青藏高原的东北部，大部分地区地广人稀， 地势平坦，约有未利用荒漠面积 20 万平方公里以上，主要分布在光照资源丰富 的柴达木盆地和三江源地区， 而且有不少荒漠靠近电力线路和负荷中心， 并网条 件优越，是建设大型荒漠光伏并网电站、建立太阳能电力输出基地的优选区域。 青海省依托丰富的太阳能资源等大力发展光伏产业， 初步形成了较为完整的 光伏产业链， 建成光伏电站装机规模位列全网前列， 根据青海光伏发展规划， 2015 和 2020 年累积并网容量将达到 5GW 和 10GW 。 目前， 青海全省光伏电站主要集 中在海南、 海西地区， 截止 2014 年底， 电源总装机容量 18430MW ， 其中光伏发 电并网容量达 4289MW ， 光伏电站 96 座， 年累计发电量 5.68TWh ， 平均利用小 时数 1733h， 发电量占青海省全社会用电量的 8.1 ， 占国家电网经营区域内并网 光伏发电总量的 18.8 。 目前，青海消纳新能源主要存在问题可归纳如下 （1） 青海外送通道存在输电限制。 青海电网位于西北 750kV 输电通道 中段， 分别与新疆电网和甘肃电网互联， 新疆风电、 光伏发电， 甘肃风电、 青海 图 1-1 2014 年 底青 海各 类电 源装 机情 况单 位（MW ） 图 1-2 青 海光 伏 发电 装 机增 长 情况 单位 （MW ） 青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 光伏发电均需要通过 750kV 输电通道外送，而各个断面均存在输电限制。 （2） 青海省内部存在输送断面限制 。 青海光伏发电大多分布于海西、 海南地区，而 海西外送输电断面极限为 1300MW ， 目前海西地区光伏装机容量为 2388MW ， 已达极限。 西藏电网水电站和光伏电站的大规模陆续建成投运， 西藏 电力在夏季不再需要青海跨省支援， 海西电网内部新能源窝电形势将呈常态化趋 势。 图 1-3 2014 年底青海电网地理接线图 （3） 电源调节能力有限，且光伏辐照度高峰时发电空间受限。2014 年， 青海电网火电 2382MW 且调节能力不强，1971MW 省调水电和 8900MW 网 调水电可用于本省调峰， 但受运输、 灌溉、 防汛等限制 ； 另一方面， 青海光伏发 电装机与年最大负荷的比值已达到 0.67， 午间辐照度高峰时段除去火电最小技术 出力、水电强迫出力，光伏发电空间严重受限。 图 1-4 青海水电构成 图 1-5 青海光伏并网前后负荷特性 1.2 项目研究内容 项目基于青海省电网光伏发展规划， 建立青海电网光伏发电并网仿真模型和 湟 源 龙 羊 峡 大 石 门 乌 兰 格 尔 木 明 珠 巴 音 盐 湖 圣 湖 海 西 柴 达 木 黄 河 光 伏 聚 明 柏 树 恰 龙 光 伏 那 林 格 光 光 日 月 山 汇 明 1300M W 青藏直流 青海省大规模光伏发电并网研究 ,“ “ 生产模拟仿真模型， 构造仿真基础数据， 利用生产模拟仿真软件， 开展青海电网 光伏发电接入影响分析和接纳能力分析， 对规划的电源装机和电网构架提供合理 建议，支撑青海光伏发电最大化消纳。项目研究思路如图 1-6 所示。 图 1-6 项目研究思路 项目主要研究内容如下 （1） 分析并提出 2020 年青海电网规划光伏发电并网存在的潜在运行问题以 及解决方案。 （2）评估 2020 年不考虑特高压外送情况下 1000 万千瓦光伏装机以及考虑 特高压外送情况下 2400 万千瓦的光伏装机时青海光伏发电消纳情况，包括发电 量、弃光率、利用小时数等。 （3） 为实现 2020 光伏发电规划装机容量及全额消纳， 提出光伏电站优化布 局方案、 电网网架加强方案、 灵活调节电源建设方案、 更加灵活的电力系统调度 运行优化方案。 并基于不同情景， 评估各类方案的经济性、 光伏发电水平、 弃光 率等。青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 2 新能源时序生产模拟模型 2.1 新能源时序生产模拟仿真原理 新能源生产模拟仿真模型基于时序生产模拟仿真方法建立， 新能源生产模拟 仿真方法基于电力系统最基本的实时生产过程， 保证每个时间断面各种电源发出 的电力以及联络线输送电力与负荷需求保持相等，并将时间断面向前不断推进。 由于各时间断面之间具有连续性， 时间间隔确定， 任何一个时间断面过渡到下一 个时间断面时， 应满足电力系统运行的各种边界条件。 时序生产模拟保留了负荷 曲线形状随时间变化的特点， 以每小时或者十五分钟 （时间分辨率可以为任意设 定值） 为单位模拟系统运行。 仿真基本原理如图 2-1 所示。 紫色曲线为负荷曲线， 时间分辨率为 1 小时；淡蓝色曲线为外送联络线出力（受入为正，送出为负） ； 深蓝色为负荷出力和联络线出力之和； 深蓝色虚线为开机方式设定的常规机组最 大出力； 浅绿色虚线为开机方式中设定的常规机组最小技术出力和， 根据设定的 开机方式， 机组的出力能够满足当天负荷运行的需要； 深红色面积填充为火电机 组出力； 绿色面积填充为风电可发出力， 也即系统可接纳的风电出力空间。 当风 电理论出力在这个空间内时， 则系统可以完全消纳所有的风电， 反之则会出现弃 风；黄色面积填充则为风电理论出力超过风电接纳空间时出现的弃风出力。 图 2-1 时序生产模拟仿真原理图 青海省大规模光伏发电并网研究 *“ “ 2.2 基于时序生产仿真的新能源接纳能力计算模型 2.2.1 目标函数 新能源时序生产模拟模型优化目标为优化周期内新能源接纳最大， 目标函数 为 11 max , , N T w pv tn PtnPtn ∑∑2.1 式中N 为系统所包含的聚合电网 总数；n 表示为某一区域电网；T 表示调 度时间的总长度； t 为仿真时间步长； w , Ptn 为聚合电网 n 在时段 t 的风电出力， , pv Ptn 为聚合电网 n 在时段 t 的 光伏发电出力。 2.2.2 约束条件 （1 ） 系统旋转备用容量约束 ,max 11 1 ,min 11 1 , , , , , , , , , , NJ N jjwp vlr e nj n NJ N jjwp vlr e nj n Pt nSt nPt nPt n P t nP Pt nSt nPt nPt n P t nN “““ ““ “ ’ 2.2 式中 re P 和 re N 分别为正旋转备用和负旋转备用； ,max , j Pt n 和 ,min , j Pt n 分 别为聚合电网 n 中第 j 类机组的出力上限和出力下限； , j Stn 为整数变量， 表示 为聚合电网 n 中第 j 类机组的开机台数 ； , l P tn 则表示聚合电网 n 第 t 时段的电 力负荷； 将各时段新能源理论出力纳入常规机组开机容量计算范畴， 减小其开机 容量，能够更多地消纳新能源。 （2 ） 区域负荷平衡约束 1 , , , , , J jjwp vil j LP PtnStn Ptn Ptn t tn ⋅ ∑ 2.3 青海省大规模光伏发电并网研究 .“ “ 式中 1 , , J jj j PtnStn ⋅ ∑ 为聚合电网 n 第 t 时段的所有常规机组的总功率之 和； i L t 为第 t 时段第 i 条传输线的输电功率。 （3 ） 区域间线路传输容量约束 ,max ,max iii LLL t −≤≤ 2.4 式中 而 L i,max 和-L i,max 分别为第 i 条传输线传输容量上下限； 设定电流参考 方向为 流入区域为正方向， 流出区域为负方向 ，L i 可以取正负值， 正负则代表 功率传输的方向。 （4 ） 机组出力约束 ,max ,min 0 , , , , jjjj Ptn P tn P tn Stn “ ’2.5,min , , , , jjjj Ptn P tnStn Ptn ⋅ Δ 2.6 式中， , j Ptn Δ 为常规机组优化功率大小。 （5 ） 机组优化功率爬坡率约束 , 1 , , j j j up PPP tnt n n −≤ Δ 2.7, , 1 , j j j down PP P tn t n n −≤ Δ 2.8式中， , jup P Δ ， , j down P Δ 分别为第 j 台机组的上爬坡率和下爬坡率。 （6 ） 机组运行台数约束 .max 0 , jj Stn S n ≤≤2.9式中， .max j Sn 分别为聚合电网 n 第 j 类机组的总装机数量。 （7 ） 最小启机运行时间约束 1 2 . 1 jjj j Yt Zt Zt Ztk ≤2.10 1 2 . 1 jjj j ZtYt Yt Ytk ≤2.11式中 j Yt 和 j Zt 为第 j 台机组 t 时段的启动状态和停机状态， 均为二进制青海省大规模光伏发电并网研究 /“ “ 变量。 对于 Y ，0 表示不在启动状态，1 表示正在启动； 对于 Z ，0 表示不在停机 状态，1 表示正在停机。 （8 ） 机组启停机运行状态逻辑约束 1 0 1 0 1 2 1 0 1 2 jjjj jjj jjj jjj jjj XtXt YtZt XtXt Yt XtXt Yt XtXt Zt XtXt Zt “ “ “ “ 2.12 以上一组等式及不等式共同组成了对机组启停和运行状态的逻辑约束，保证 在机组组合的过程中各状态变量是符合逻辑的。 （9 ） 供热机组供热期出力约束 根据对供热机组的定义以及我国热电联产发展的实际状况， 分别对背压式热 电联产火电机组和抽气式热电联产火电机组进行数学建模。 背压式热电联产火电 机组的发电出力与热出力呈线性关系 , BYj j b j PtCQt ⋅2.13 抽气式热电联产火电机组的工况曲线则更为复杂， 其线性约束公式如 下式所 示 ,, m a x, j j b CQj CQj j j v QtC Pt P QtC ⋅≤ ≤ −⋅2.14（10 ） 水电机组发电量约束 j,max j,min 1 . 1 . jj j jj j TP t TP t TP t k Hyd TP t TP t TP t k Hyd “ 2.15 式中 max Hyd j ， jmin Hyd 分别为一定周期内水电机组发电量上限及下限，k 由 水电机组发电量约束周期参数决定； （11 ） 新能源出力约束 青海省大规模光伏发电并网研究 -“ “* * 0 , , 0 , , ww pv pv Ptn Ptn PtnPtn ““ ““ 2.16 式中 * , w Ptn 指时刻 t 时装机容量一定时的风电时间序列出力， * , pv Ptn 指 时刻 t 时装机容量一定时的光伏时间序列 出力。 以上模型中， 待优化的变量为 , w Ptn ， , pv Ptn ， , j Xtn ， , j Stn ， , j Ptn ， i L t 。青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 3 2015 年光伏消纳能力分析 3.1 计算边界条件 青海电网新能源装机增长较快，预计 2015 年光伏装机 514 万千瓦，新增光 伏 103.42 万千瓦， 同比增长 25.16 ； 风电装机 36.8 万千瓦， 新增风电 5 万千瓦， 同比增加 15.54 ； 按西北分部下达的 2015 年联络线计划， 青海预计受入电量为 140 亿千瓦时。根据 2015 年电网规划，青海电网网架较 2014 年结构变化较小， 新能源输送通道没有变化。 表 3-1 中列出了计算青海电网消纳能力的边界条件 （系 统备用、开机模式、火电运行方式等）的选取选择，表 3-2 为 2015 年青海省消 纳能力分析基础计算边界条件。 表 3- 1 青海电网消纳能力分析边界条件 边界条件 基本原则 备注 1、系 统 备 用 容量 Max{日最大负荷的 5，网 内 最 大 一 台 机 组 容 量 } ； 新能源 按照预测值减去装机容量的 20后参与开机电力平衡。 按 网内单台最大机组容量考 虑 ，旋转备用预留 70 万千瓦。 2、开 机 模 式 机组启停最小周期为每周启停一次 同基本原则 3、火 电 机 组 最大最小技 术出力 凝气工况下最大技术出力 按照机组额定容量计算； 凝气 工况下最小技术出力 20 万千瓦以上机组按照 60额定容 量计算；采暖期供热机组技术出力按照固定供热期考虑， 采暖期供热机组开机按采暖初期、中期、末期分别考虑。 电监局核定机组最小运行方式 4、负 荷 数 据 预计 2015 年负荷与 2014 年负 荷持平 5、水 电 参 与 电力电量平 衡时的约束 条件 最大最小技术出力按照实际运行要求确定。 同基本原则，水电按最小技术 出力 20，最大 100 。 6 、风 电 、光 伏年度不限 电利用小时 数 按照过去三年资源平均值进行计算 光伏发电利用小时数按历年平 均水平，分别按 1702 小时。 7、风 电 /光伏 归一化序列 按 2014 年全网实际光/ 风 出力 数据还原光/ 风 资源序列 青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 边界条件 基本原则 备注 8、联 络 线 原 则 联络线方式固定，按照不同月份分别设置 按西北分部下达的 2015 年联络 线计划给定 “ “ 表 3-2 2015 年青海消纳能力分析基础计算边界条件 2015 年火电装机（MW ） 3780 2015 年水电装机（MW ） 10490 2015 风电装机（MW ） 368 2015 光伏装机（MW ） 5140 2015 负荷电量（TWh ） 6.697 最大负荷（MW ） 9160 联络线外送电量（送出为负）（TWh ） 14 3.2 2015 年青海电网新能源消纳能力分析 基于新能源时序仿真模型计算可知， 2015 年预计全年光伏发电量 72.48 亿千 瓦时，光伏利用小时数约 1653 小时，弃光电量约 2.96 亿千瓦时，弃光率 3.9 ； 火电年发电量为 97.3 亿千瓦时， 火电年利用小时数为 4793 小时； 水电年发电量 为 358.3 亿千瓦时，水电年利用小时数 3081 小时，详见下表。 表 3- 3 2015 年青海电网新能源消纳情况和常规电源运行情况分析 项目 2015 年 同比 新能源 光伏发电量（亿千瓦时） 72.48 27.15 弃光量（亿千瓦时 2.96 -- 弃光率 3.9 -- 光伏利用小时数（h ） 1653 -4.62 常规 电源 火电发电量（亿千瓦时） 97.3 -21.37 火电年利用小时数 4793 -7.72 水电发电量（亿千瓦时） 358.3 -8.16 水电年利用小时数（h ） 3081 -9.65 青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 2015 年青海电网测算的各月新能源消纳情况见下表。 表 3-4 2015 年 青海电网各月新能源消纳情况计算结果 单位亿千瓦时，小时 2015 年 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 合计 光 伏 发电 5.27 4.93 5.72 5.96 6.23 5.6 6.32 6.36 5.65 7.32 6.99 6.14 72.48 限电 0 0.11 0.13 0.14 0.2 0.26 0.28 0.24 0.28 0.45 0.35 0.52 2.96 图 3- 1 青海电网 2015 年 光伏逐月受阻电量分布图 2015 年，新能源限电全部出现在海西地区，为通道受限，主要由于海西地 区受网架结构约束， 送出能力有限130 万千瓦 。 图 3-2 为青海电网从 1 月 15 日 至 1 月 21 日一周内的时序生产模拟仿真图。 图 5-2 青海电网时序生产模拟仿真图（1 月 15 日1 月 21 日） 下表中为 2015 年新能源消纳测算情况与实际情况对比表。 经测算，2015 年 全年光伏预计发电量为 72.47 亿千瓦时，弃光电量为 2.95 亿千瓦时，弃光率为 3.9 ； 而光伏实际发电电量为 75.13 亿千瓦时， 弃光电量为 2.48 亿千瓦时， 弃光青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 率为 3.2 。测算弃光率与实际弃光率的偏差仅为 0.7 。 图 5-3 2015 年新能源消纳测算情况与实际情况对比 4 2020 年 光伏消纳能力分析 4.1 无 特高压外送场景分析 4.1.1 边界条件 预计 2015 年火电机组装机容量 712 万千瓦，其中，抽汽机组 1400 万千瓦， 凝气机组 5100 万千瓦； 水电装机 1297 万千瓦； 风电装机 容量 311 万千瓦， 光伏 装机容量 1014.4 万千瓦；负荷电量 1025 亿千瓦时， “十二五”负荷年均增长率 为 9.66 ，最大负荷 1444 万千瓦。 表 4-1 2020 年 消纳能力分析基础计算边界条件 2020 火电装机（万千瓦） 7120 其中 ， 抽汽机组 1400 凝 汽机组 5100 2020 水电装机（万千瓦） 1297 2020 风电装机（万千瓦） 311 2020 光伏装机（万千瓦） 1014.4 2020 负荷电量（亿千瓦时） 1025 “十三五”负荷年均增长率（ ） 9.66 青海省大规模光伏发电并网研究 ,“ “ 最大负荷（万千瓦） 1444 4.1.2 2020 年 10GW 光伏消纳能力计算 （1 ） 火电最小开机方式对新能源消纳的影响 按照联络线受入电量 14TWh ， 在不考虑电网电压和潮流稳定约束和火电机 组最小开机的情况下，利用新能源时序生产模拟仿真分析 2020 年光伏的消纳情 况，结果如表 4-2 所示2020 年预计全年光伏发电量 158.71 亿千瓦时，光伏利 用小时数约 1587 小时，弃光率 5.69 ；水电年发电量为 468.47 亿千瓦时，水电 年利用小时数 3612 小时； 火电年发电量为 187.96 亿千瓦时， 火电年利用小时数 为 2607 小时 （供热机组 5830h ， 非供热机组 1118h ） ， 同比减少 49.81 ， 火电机 组煤耗为 476.64 万吨，火电机组全年启机 178 次，停机 181 次。 表 4-2 不考虑火电最小开机方式下，新能源消纳和常规机组运行情况 单位亿千瓦时，小时 项目 不考虑火电最小方式 不考虑火电最小方式 新能源 新能源限电率 5.69 32.29 光伏发电量 158.71 113.05 弃光量 11.47 57.13 弃光率 6.74 33.57 光伏利用小时数 1587 1130 常规电 源 水电发电量 468.47 465.49 水电年利用小时数 3612 3616 火电发电量 169.45 268.45 火电年利用小时数 2607 4130 煤耗（万吨） 476.64 729.26 机组启机（台次） 178 40 机组停机（台次） 181 40 考虑火电最小开机方式，按照 2015 年联络线受入电量 14TWh ，计算 2020 年青海电网新能源消纳情况。2020 年预计全年光伏发电量 113.05 亿千瓦时，比 不考虑火电最小开机方式下减小 28.77；光 伏利用小时数约 1130 小时， 弃光电青海省大规模光伏发电并网研究 “ “ 量约 57.13 亿千瓦时，弃光率 33.57 ；火电年发电量为 268.45 亿千瓦时，火电 年利用小时数为 4130 小时； 水电年发电量为 465.49 亿千瓦时， 水电年利用小时 数 3616 小时。 图 4-1 考虑火电最小开机 下 的 新能源消纳和常规机组运行情况 在不考虑火电最小开机的情况下，青海光伏消纳情况良好，弃光率仅为 6.74 ；而在考虑火电最小开机的情况下，青海光伏消纳情况不容乐观，弃光率 增至 33.57 。 综上所述，光伏消纳和火电消纳相互影响。火电开机容量增大， 将大大提高光伏发电限电率； 同时， 若按照 新能源发电优先调度原则， 火电利用 小时数低，且部分凝气式火电机组将长期处于关停状态。 （2）联络线外送电量变化对新能源消纳的影响 现基于 2020 年青海省发展规划，按照新能源优先调度原则，考虑火电最小 开机方式， 分析 2020 年青海省级 联络线交换电量在14TWh ～42TWh （ 号表示 电量受入， - 号表示电量送出） 范围内变化时新能源消纳情况， 结果如下表所示。 当省际联络线交换电量从14TWh 逐渐降低-14TWh 时， 2020 年新能源限电率逐 步降低， 火电利用小时数逐步增加， 当 青海省省际交换电量为 0TWh 时， 火电利 用小时数为 5311h ，水电为 3702h ，弃光率为 9. 35 ，当青海省送出电量继续增 加时，新能源限电率增加不明显。 “ “ “ ’ “ “ “ 光伏 火电 水电 * 考虑 火电 最小 开机 年* 不考虑火电最小开机青海省大规模光伏发电并网研究 *“ “图 4-2 按青海省规划装机，不同省际联络线交换电量下的新能源消纳能力分析 图 4-3 为按照青海省规划装机、 省际交换电量为 0 时计算新能源消纳的生产 模拟仿真图。从图中可以看出，从供热期到非供热期过渡期（4 月 12 日～4 月 18 日）新能源限电主要出现在供热期 （4 月 12 日～4 月 15 日） ，非供热期限电 比较小，且主要发生在辐照度最强时。 图 4-3 规划装机、省际交换电量为 0 时，新能源生产模拟时序图 （3）断面限额对新能源消纳的影响 分析海西- 主网之间的输送通道的传输功率限额对青海省新能源消纳的影响， 以上述省际联络线电量在14TWh-21TWh 范围内变化新能源消纳 的 计算案例 为基础案例， 分析青海省内无传输限额的极端情况下新能源消纳情况， 结果如图 4-4 所示，从图中可以看出，当青海省内断面传输能力加强时，青海新能源消纳 能力增强，弃光率进一步降低，当青海省送出电量为 14TWh 的情况下，不考虑青海省大规模光伏发电并网研究 .“ “ 断面约束， 青海弃光率仅为 0.12 ， 同时火电利用小时数为 6983h ， 水电为 3780h 。 图 4-4 规划装机、无断面约束时，不同省际联络线交换电量下的新能源消纳能力分析 （4）火电装机容量对新能源消纳的影响 分析不同火电装机容量下青海电网新能源消纳情况 。 按照规划，2020 年青 海主网和海西地区火电装机容量分别为 3780MW 和 1320MW ， 青海主网在 2015 年的基础上新增 2 台容量为 350MW 的供热机组，共 700MW ，新增 2 台容量为 660MW 的纯凝机组， 共 1.32GW ； 海西地区在 2015 年的基础上新增 2 台容量为 660MW 的纯凝机组， 共 1.32GW 。 考虑到 2020 年西北各省电源均装机过剩， 各 省之间将没有年度电量交易，即青海省与外送之间的联络线年度交换电量为 0 ， 分析青海省非供热火电机组在不同装机容量下新能源消纳情况，计算结果见表 4-3、图 4-5 和图 4-6 所示。 从表 4-3 中可以看出， 随着火电新增装机 的减小， 火 电利用小时数逐步提高，新能源限电率逐渐降低。当省际联络线受入电量为 0TWh 、非供热火电机组新增装机为 1.32GW （主网新增 2 台 NQ660 ，海西新增 0 台 NQ660 ） 时， 新能源限电率为 4.31 ， 火电利用小时数为 6138h ， 煤耗量 964.58 万吨，机组启机停机各 81 台次。 表 4-3 交换电量为 0 时，2020 年 不同火电装机 下 新能源消纳能力分析 青海省大规模光伏发电并网研究 /“ “ 项目 新能源 限电率 弃风率 弃光率 火电利 用小时 数（h ） 水电利 用小时 数（h ） 煤耗量 （万 吨） 机组启 机（台 次） 机组 停 机（台 次） 主网新增 3 台 NQ660，海西新增 6 台 NQ660 全网火电容量为 10420MW 47.30 2732 50.28 4458 3361 1270 54 52 主网新增 3 台 NQ660，海西新增 3 台 NQ660 全网火电容量为 8440MW 13.66 6.89 15.75 4659 3646 1070 66 67 主网新增 3 台 NQ660，海西新增 2 台 NQ660 全网火电容量为 7780MW 9.50 4.04 11.18 4924 3665 997 93 94 主网新增 2 台 NQ660，海西新增 2 台 NQ660 规划装机，全 网 火 电 容 量 为 7120MW 9.35 3.97 11.01 5311 3702 1008 94 95 主网新增 2 台 NQ660，海西新增 1 台 NQ660 全网火电容量为 6460MW 6.88 2.81 8.14 5762 3727 1005 89 89 主网新增 2 台 NQ660，海西新增 0 台 NQ660 全网火电容量为 5800MW 4.31 1.78 5.09 6138 3827 964.58 81 81 图 4-5 交换电量为 0 时，2020 年 不同火电装机 下 新能源消纳能力分析 图 4-6 是青海省际交换电量为 0 时， 不同非供热机组容量下光伏电站经济 收益以及可减少的碳排放量的对比图， 从图中可以看出， 减小火电的装机不但可 以增加火电利用小时数， 也可以增加光伏收益。 与目前的规划装机相比， 再减小 2 台 660MW 纯凝机组可增加光伏电站收益 9.3 亿元，碳排放量减小 1600 万吨。 青海省大规模光伏发电并网研究 -“ “ “ 图 4-6 交换电量为 0 时，2020 年 不同火电装机下经济效益对比 4.1.3 敏感性分析 （1） 负荷敏感性分析 分析不同年负荷增长率情况下的新能源消纳情况，以上述主