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發(fā)布時間：2016-09-08 16:12:47 來源：萬固電氣有限公司
8月4日，內(nèi)蒙古二連浩特微電網(wǎng)可再生能源示范項目評優(yōu)公告發(fā)布，正式啟動招標。9月5日，招商資料已經(jīng)遞交完成，目前正在審核中。
與領(lǐng)跑者類似，該示范項目的招商公告中對于投資商的資格要求做了明確規(guī)定，值得注意的是，其中一條為"投資商承諾在地方政府的引導和協(xié)助下，探索建立獨立售電公司，配合地方政府開展獨立售電建設(shè)運行機制研究與實踐工作"，而這正式該示范項目的亮點之一。
該項目共包含了1.82GW風電、565MW光伏、160MW光熱、150MW儲能共計2.535GW的可再生能源發(fā)電項目。8月29日，國家發(fā)改委發(fā)文確定統(tǒng)一的太陽能熱發(fā)電標桿上網(wǎng)電價為1.15元/千瓦時。由此，作為探索可再生能源創(chuàng)新利用方式及發(fā)展模式的示范基地，同時又囊括了目前被認為具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ膬δ芘c光熱，該項目的示范作用不言而喻。
負責該項目規(guī)劃設(shè)計的中國電建北京院總工程師王曉穎在"中國（內(nèi)蒙古）光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇"上介紹了關(guān)于二連浩特示范項目的相關(guān)內(nèi)容。
關(guān)于背景
眾所周知，內(nèi)蒙的風光資源非常豐富，而受建設(shè)條件制約，大型的光伏電站和風電場都建在比較偏遠的荒漠、山區(qū)，所發(fā)的電力需要通過長距離的輸送，送到負荷相對集中的地區(qū)。
通過幾年的風電和光伏的開發(fā)，發(fā)現(xiàn)由于光伏和風電的不穩(wěn)定性，所發(fā)電力并入電網(wǎng)會對電網(wǎng)造成很大的沖擊，影響其安全性。
經(jīng)過上述階段的發(fā)展以后，就開始探索是否能在一個相對有一些負荷的一個小的區(qū)域，根據(jù)一定的配比，把光伏、風電，還有儲能設(shè)備，組成一個小型的微型的電網(wǎng)，跟電網(wǎng)還要有友好的接入。
2011年國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于進一步促進內(nèi)蒙古自治區(qū)經(jīng)濟又好又快發(fā)展的通知》一文，文件中研究了建立二連浩特國家重點開發(fā)試驗區(qū)。二連浩特是一個邊貿(mào)城市，在近幾年發(fā)展成以煤電冶金、煤電建材為兩大支柱產(chǎn)業(yè)，本身具有一定的負荷需求，而周圍又有很好的建立大型風電場和光伏電場的建設(shè)條件，土地資源也較為豐富。
2013年2月，國家能源局下發(fā)《關(guān)于同意在二連浩特建立一個示范的微電網(wǎng)可行研究的函》。在這兩個文件和國家政策的支持下，北京院接受了項目的規(guī)劃設(shè)計任務(wù)，規(guī)劃報告現(xiàn)在已經(jīng)完成，在2015年3月完成了審定。2015年的9月15日，國家能源局批準了該規(guī)劃，支持在本示范區(qū)開始微電網(wǎng)的建設(shè)。
規(guī)劃設(shè)想
（一）規(guī)劃區(qū)域
本次規(guī)劃區(qū)域擬涵蓋錫林郭勒盟的"一市五旗"即二連浩特市、蘇尼特右旗、蘇尼特左旗、鑲黃旗、正鑲白旗及阿巴嘎旗。目前，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)缺少穩(wěn)定的電源裝機，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱，難以滿足當?shù)厝找嬖鲩L的負荷需求。該地區(qū)風能及太陽能資源較豐富，同時規(guī)劃區(qū)域內(nèi)擁有廣袤、開闊、平坦的可利用土地資源，具備開發(fā)建設(shè)集群式微網(wǎng)電源的條件，適合大規(guī)模開發(fā)利用。
（二）集群式電源建設(shè)方式
本次微網(wǎng)規(guī)劃采取集群式可再生能源電源建設(shè)方式。集群式電源根據(jù)當?shù)赜秒娯摵商匦院唾Y源特性確定風電及光伏的配比，同時輔以具有調(diào)控功能的光熱發(fā)電及儲能設(shè)施，使其具備相對穩(wěn)定、平滑及可控的出力效果，降低電網(wǎng)調(diào)峰困難，保障規(guī)劃區(qū)內(nèi)的電力需求，同時限度提升微網(wǎng)的負荷率，提高電網(wǎng)設(shè)備的利用率。
（三）電源整體規(guī)劃、分步實施方案
本次規(guī)劃共計7個集群式電源項目，裝機總規(guī)模253.5萬kW，其中，風電規(guī)模182萬kW，光伏56.5萬kW，光熱15萬kW，配套儲能設(shè)施16萬kW。
考慮本地負荷增長速度，規(guī)劃分步實施。一是集群式電源滾動式發(fā)展。整個規(guī)劃要考慮實現(xiàn)規(guī)模目標的建設(shè)條件，預留足夠的可開發(fā)土地面積。集群式電源建設(shè)根據(jù)當年負荷增長及負荷特性要求，相應(yīng)的制定可再生能源品種和規(guī)模的年度開發(fā)建設(shè)計劃，實現(xiàn)以負荷定規(guī)模的發(fā)展機制；
二是集群電源特性不斷完善和提高。建設(shè)初期集群式發(fā)電單元以風電、光伏為主輔以適當?shù)墓鉄岷蛢δ茉O(shè)施，按分布式原則建設(shè)電源；建設(shè)后期進一步加大光熱和儲能的比例，提高集群電源發(fā)電的穩(wěn)定性和可控性，構(gòu)造適合于微網(wǎng)運行的電源系統(tǒng)。
（四）階段性微網(wǎng)建設(shè)理念
規(guī)劃的微網(wǎng)建設(shè)分為三個階段。
階段為微網(wǎng)基礎(chǔ)培養(yǎng)期。本階段集群式電源以分布式的形式進行規(guī)劃建設(shè)，并為后期微網(wǎng)化建設(shè)的技術(shù)及設(shè)備預留空間和通道。通過電源規(guī)模的逐漸擴大帶動當?shù)赜秒娯摵傻某掷m(xù)增長，當?shù)刎摵傻某掷m(xù)增長又可以推動電源規(guī)模的進一步發(fā)展。到2018年形成相對穩(wěn)定的負荷規(guī)模和與之相匹配的電源規(guī)模，為微網(wǎng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
第二階段為集群微網(wǎng)構(gòu)建期。到2019年，根據(jù)各集群式電源所在區(qū)域供、用電負荷情況，優(yōu)先將負荷比較穩(wěn)定、電源建設(shè)比較完備的區(qū)域分布式電源按微網(wǎng)要求加強和改造，配置微網(wǎng)運行所需設(shè)備，建立和完善微網(wǎng)運行模式。
第三階段為各集群微網(wǎng)聯(lián)合運行期。到2020年，隨著各集群微網(wǎng)化改造的完成，為了進一步提高各個集群可再生能源的利用率和系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)各集群電源及負荷區(qū)域之間的互濟性，可適時通過聯(lián)絡(luò)線建設(shè)實現(xiàn)各個集群微網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行，探索超大型可再生能源微網(wǎng)建設(shè)與運行模式。
（五）微網(wǎng)運行模式
根據(jù)可再生能源的特點，為了保障微網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，微網(wǎng)不能脫離主網(wǎng)獨立運行。在電力不平衡或出現(xiàn)安穩(wěn)故障時，可與主網(wǎng)實現(xiàn)快速、平滑切換，滿足用戶對電力供應(yīng)和電能質(zhì)量的要求，同時也程度的滿足主網(wǎng)對微網(wǎng)運行狀態(tài)的要求。
為了體現(xiàn)可再生能源微網(wǎng)特征，保證可再生能源基本實現(xiàn)就近上網(wǎng)、就地消納。在本次規(guī)劃中，微網(wǎng)培養(yǎng)期除阿巴嘎旗地區(qū)外，與主網(wǎng)電量交換均不超過25%。在各個集群微網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)合運行后，與主網(wǎng)交換電量可進一步減少，與主網(wǎng)電量交換均可控制在10%，為了提高微網(wǎng)與主網(wǎng)的友好性，正常運行模式下，微網(wǎng)在主網(wǎng)用電高峰段向主網(wǎng)送電，在主網(wǎng)用電低谷段從主網(wǎng)取電。
資源分析
（一）風光資源
本次規(guī)劃的資源數(shù)據(jù)，主要參考錫林郭勒盟境內(nèi)的氣象站及測風塔、測光儀數(shù)據(jù)，氣象站數(shù)據(jù)主要分析多年平均風速、風向、日照時數(shù)。測風塔數(shù)據(jù)主要分析平均風速、平均風功率密度、風向。測光儀數(shù)據(jù)主要分析太陽能總輻射量、直輻射量、散輻射量、日照時數(shù)。
通過對收集到的數(shù)據(jù)進行合理有效的分析，可知規(guī)劃區(qū)域風速變化在7.2~8.3m/s之間，風功率密度在384W/m²~528W/m²之間，風能資源等級在3~4級之間。
太陽能水平面總輻射量在1600~1698kWh/m²之間，日照時數(shù)在2907~3341h之間，太陽能輻射等級為"很豐富"。
（二）水資源
二連浩特市污水處理廠位于城區(qū)東北約1km處，與本規(guī)劃可再生能源電源場址距離約20km，該污水處理廠規(guī)劃設(shè)計處理能力為3萬?/日，已建設(shè)完成日處理污水1.5萬立方米。本次規(guī)劃在二連浩特市建設(shè)50MW光熱項目，光熱項目日用水量為0.076萬m³，該污水處理廠可滿足光熱項目建設(shè)要求。
蘇尼特右旗政府與內(nèi)蒙古牧都羊絨制品有限公司規(guī)劃在旗朱日和工業(yè)園區(qū)內(nèi)建設(shè)一座日處理污水0.5萬m³的污水處理廠，預計2015年底投入使用。該污水處理廠與本項目場址距離僅為10km，且100MW光熱項目日用水量為0.155萬m³，污水處理水量可滿足項目建設(shè)要求。
場址選擇
電源建設(shè)模型分析：
由風資源變化特性曲線可知，與光伏發(fā)電相比，風電出力相對持續(xù)性較長，具有一定的連續(xù)性。但風電的波動性較大，大規(guī)模的風電基地在較高同時率的情況下，會對電網(wǎng)調(diào)峰造成很大困難。
根據(jù)太陽能資源變化特性曲線可知，光伏發(fā)電出力特點是相對平滑，且主要出現(xiàn)在電網(wǎng)用電高峰時段，但光伏間斷性明顯，且在電網(wǎng)晚高峰未結(jié)束前停止出力，持續(xù)供電能力較差。單一的大型光伏基地會造成輸送線路利用率不高，電力輸送經(jīng)濟性差。
熱發(fā)電通過增加蓄熱系統(tǒng)，使其出力特性相對持續(xù)和可控，并解決光伏發(fā)電在電網(wǎng)晚高峰未結(jié)束前停止出力的問題，但截止目前光熱項目尚未實現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，前期投資相對較大，且沒有明確電價政策。
鑒于單一的風電及光伏等可再生能源項目出力特性存在弊端，研究利用風能及太陽能資源的互補特性，以受端電網(wǎng)用電負荷運行特性曲線為核心依據(jù)，將風電、光伏及光熱等可再生能源電源品種以集群的模式進行開發(fā)建設(shè)，輔以必要的儲能設(shè)施，通過優(yōu)化組合實現(xiàn)其聯(lián)合出力相對穩(wěn)定、平滑及可控，且在經(jīng)濟性良好的基礎(chǔ)上，形成與用電負荷具有較好互適性的電源系統(tǒng)。
負荷預測研究分析
風電、光伏、光熱、儲能聯(lián)合運行研究
根據(jù)建模仿真分析數(shù)據(jù)結(jié)果，對集群與主網(wǎng)電力平衡分析，進一步研究集群運行與主網(wǎng)運行電力交換情況。規(guī)劃區(qū)域內(nèi)（除阿巴嘎旗集群外）其他各集群與主網(wǎng)電量交換比例均控制在25%以內(nèi)，六區(qū)域集群聯(lián)網(wǎng)運行后向主網(wǎng)電量送電比例為8.92%，接受電量比例為10.18%?？稍偕茉措娫磁c用電負荷電力平衡結(jié)果較好。
據(jù)建模仿真分析數(shù)據(jù)結(jié)果，各集群與主網(wǎng)電量交換頻次均能控制在630次以下，六區(qū)域聯(lián)網(wǎng)運行后的交換頻次控制在663次。日均出現(xiàn)交換次數(shù)為3.6次以下。每個頻次的交換中均持續(xù)在20分鐘以上。集群與主網(wǎng)交換頻次較為合理，詳見下表。
據(jù)建模仿真分析數(shù)據(jù)結(jié)果，集群與主網(wǎng)電量交換負荷分布特征表現(xiàn)為，負荷越大出現(xiàn)的時間越少，負荷越小出現(xiàn)的時間越多，交換負荷主要在中低負荷之間，根據(jù)集群的經(jīng)濟效益承受能力，在向電網(wǎng)上送大負荷功率困難時，可對風電出力主動限發(fā)，以降低主網(wǎng)調(diào)峰困難。
微網(wǎng)建設(shè)構(gòu)想
本次規(guī)劃按照集群式開發(fā)、分步式建設(shè)、開放式設(shè)計、電源負荷一體化運行、易于電網(wǎng)布局、保障電力消納的整體規(guī)劃思路進行規(guī)劃。
本次規(guī)劃根據(jù)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)集群式微網(wǎng)電源的布局情況、電網(wǎng)現(xiàn)狀、主要負荷的分布及預測情況，將可再生能源集群式微電網(wǎng)構(gòu)建規(guī)劃分為三個階段:階段為微網(wǎng)基礎(chǔ)培養(yǎng)期；第二階段為集群式微網(wǎng)構(gòu)建期；第三階段為各集群微網(wǎng)聯(lián)合運行期。
（一）方案綜述
到2020年，集群式微網(wǎng)電源裝機達到253.5萬kW，儲能設(shè)施16萬kW，當?shù)赜秒娯摵膳c集群式微網(wǎng)電源將達到一定規(guī)模。根據(jù)各集群式電源所在區(qū)域供、用電負荷情況，優(yōu)先將負荷比較穩(wěn)定、電源建設(shè)比較完備的區(qū)域分布式電源按微網(wǎng)要求加強和改造，配置微網(wǎng)運行所需設(shè)備，建立和完善微網(wǎng)運行模式。
本集群式微網(wǎng)為并網(wǎng)型微電網(wǎng)，既可與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行，也可以是一個預先設(shè)計
好的孤島，可在外部電網(wǎng)故障或需要時與外網(wǎng)斷開單獨運行，通過綜合控制網(wǎng)內(nèi)的分布式電源與儲能系統(tǒng)，維持或部分重要用電負荷的供電。微電網(wǎng)一般以一點（PCC：公共連接點）與上級電網(wǎng)連接，分界點可設(shè)置在微電網(wǎng)出口的連接線斷路器處。
區(qū)域集群式微網(wǎng)采用多級微電網(wǎng)輻射式架構(gòu)。區(qū)域集群式微網(wǎng)總體架構(gòu)如圖所示：接入系統(tǒng)的變電站（220kV），接入新能源電源、儲能和負荷構(gòu)成主微電網(wǎng)；負荷中心的變電站（110kV）就地接入新能源電源、儲能和負荷構(gòu)成一級子微電網(wǎng)；開發(fā)區(qū)等負荷區(qū)（35kV或10kV）接入分布式電源、儲能和負荷構(gòu)成二級子微網(wǎng)；終端用戶接入分布式電源、儲能和負荷構(gòu)成三級子微網(wǎng)。
各級微網(wǎng)通過對可控電源、儲能和可控負荷的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)功率的就地平衡，從而通過整個區(qū)域集群式微網(wǎng)的分層分級功率平衡，實現(xiàn)新能源的就地利用，降低對公共電網(wǎng)的沖擊。
（二）各集群微網(wǎng)聯(lián)合運行期建設(shè)方案
隨著用電負荷與集群式微網(wǎng)電源達到一定規(guī)模，為了提高各個集群可再生能源的利用率和系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)各集群電源及負荷區(qū)域之間的互濟性，可適時通過聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)各個集群微網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)運行，探索超大型可再生能源微網(wǎng)建設(shè)與運行模式。
通過對每個分布式微網(wǎng)電源的出力特性和用電負荷特性進行對比分析，可將地理位置較近、電源出力和用電負荷特性具有互補性的分布式微網(wǎng)電源進行聯(lián)網(wǎng)，使得微網(wǎng)內(nèi)部電源和負荷在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)一體化運行，并通過與主網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制平滑接入主網(wǎng)或獨立自治運行，進一步滿足用戶對電能質(zhì)量、供電可靠性和安全性的要求。
隨著用電負荷與集群式微網(wǎng)電源達到一定規(guī)模，以及各個集群式微網(wǎng)的運行經(jīng)驗積累，為進一步提高系統(tǒng)的可靠性，通過聯(lián)絡(luò)線使各個集群微網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)運行。
各集群微網(wǎng)通過220kV聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)連接，并通過220kV線路接入到500kV變電站220kV側(cè)，在500kV變電站設(shè)置1臺聯(lián)絡(luò)變壓器，實現(xiàn)整個微網(wǎng)的接入。通過500kV與公共電網(wǎng)聯(lián)接。
（三）各集群微網(wǎng)聯(lián)合運行期建設(shè)方案
整個區(qū)域微網(wǎng)與公共電網(wǎng)通過220kV的PCC點相聯(lián)接，通過對整個區(qū)域微網(wǎng)的控制，實現(xiàn)與公共電網(wǎng)的交換功率可調(diào)控。
由于區(qū)域微網(wǎng)內(nèi)部采用"全局優(yōu)化、區(qū)域自治"和功率分層分級的就地平衡方式。在規(guī)劃建設(shè)中，盡量的實現(xiàn)了電源與負荷的就地平衡，從而使得各集群間的交換功率很小。并且在區(qū)域微網(wǎng)實現(xiàn)潮流的優(yōu)化控制，避免電磁合環(huán)造成的穩(wěn)定問題。
區(qū)域微網(wǎng)與公共電網(wǎng)之間的交換功率可控，區(qū)域微網(wǎng)與公共電網(wǎng)從本質(zhì)上是網(wǎng)與網(wǎng)的關(guān)系，之間通過線路聯(lián)絡(luò)，實現(xiàn)功率的相互支援，具有弱耦合的特征，將之間的相互影響降到低。
區(qū)域微網(wǎng)內(nèi)部各級子微網(wǎng)之間通過能夠快速隔離的PCC快速開關(guān)相聯(lián)接，當其中一個子微網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生故障時，PCC快速開關(guān)快速動作，實現(xiàn)故障子微網(wǎng)的快速隔離，保障其他微網(wǎng)的正常運行。故障子微網(wǎng)內(nèi)部通過配置的微電網(wǎng)保護實現(xiàn)故障的快速隔離，保障子微網(wǎng)內(nèi)部其他負荷的可靠供電。當故障切除后，子微網(wǎng)可以重新與上一級微網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行。