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黑龙江风电供热低谷风电消纳能力及效益分析
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核电及新能源 217 黑龙江风电供热低谷风电消纳能力 及效益分析 大唐哈尔滨第一热电厂,吴德友 摘 要:黑龙江风能资源丰富、冬季采暖期长、热电联产比重高,因此开展风电低谷供热,对于促进该省风电消纳、 缓解风电冬季运行困难具有重要作用,国内已开展风电供热试点。本文阐述了风电供热原理和供热方案,结合黑龙江省 的“弃风”原因、电网特点以及国内现有风电供热特点,总结了风电供热运行模式,分析了风电供热对低谷风电消纳能 力的影响、节煤效益、社会效益及其应用前景。研究表明,风电供热能有效的消纳低谷的弃风电力,但是消纳弃风的能 力有限,节煤效益受弃风量的影响明显。研究结果对黑龙江风电供热的实际应用具有指导意义。 关键词:风电供热;风电消纳;运行机制;节煤效益 截止到 2016 年底,黑龙江省总装机容量为 2783.1 万千瓦, 其中水电装机容量为 101.7 万千瓦; 火电装机容量为 2103.8 万千瓦;风电装机容量为 561.0 万千瓦,占比 20.2%。由于黑龙江电网调峰主 要依靠火电机组参与调峰,受发电煤质和机组供热 的影响,机组调峰能力严重下降,随着风电等新能 源装机容量的逐年增加,调峰问题突出,弃风现象 明显。因此,在黑龙江省深入研究作为近期解决低 谷风电消纳难题的重要手段之一的“风电供热”具 有重要的实际意义。总结风电供热技术和运行模式, 分析风电供热对低谷风电消纳的能力影响,核算节 煤效益,分析社会效益,是黑龙江省开展和推广风 电供热的关键。 1.1 风电供热原理 该方案主要应用了蓄热式电锅炉技术,将风电 场与供热站相结合,与城市供热管网连通,实现为 城市供热。 电热锅炉在电网负荷低谷时段 (弃风时) 开始运行,增加省内电网中的电负荷,进而增加风 电消纳量、减少弃风,将电能转换成热能,为城市 居民供热或存储在蓄热装置中;在负荷高峰时段, 电锅炉停运,蓄热装置放热来提供供热需要的热负 荷[7]。风电供热方案在电力系统中的运行原理如图 1 所示,虚线框内为风电供热系统。 图 1 风电供热运行原理 1.2 风电供热系统配置 风电供热系统主要包括风电场、输电线路、电 热锅炉、蓄热装置(蓄热罐结构或蓄热砖墙结构) 、 换热装置(若为蓄热罐则为水水换热方式,若为蓄 热砖墙结构则为风水换热方式) 、自动控制系统、供 热管道和热负荷。 风电场供热项目投资成本较高,以内蒙古大唐 巴林左旗的风电供热示范项目为例,选择 2.16 兆瓦 电锅炉 6 台, 蓄热罐 2 个, 总投资达 1911.65 万元。 因此,为提高项目经济性,在建设初期就应根据黑

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