如何解决弃风弃光难题？新研究提出电网消纳新能源能力最大的方法

国网青海省电力公司经济技术研究院的研究人员刘飞、陶昕、张祥成、李楠、马雪，在2019年第6期《电气技术》杂志上撰文指出（论文标题为“基于电网消纳能力的新能源发展策略研究”），随着新能源大规模开发，新能源消纳问题逐渐突出。在保证太阳能及风电可靠并网发电、电网能够维持安全稳定运行的前提下，不同的网架强弱程度、不同的电源构成以及不同的负荷水平，电网消纳新能源发电的能力也将有所不同。

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为了综合协调电网电源资源，合理安排新能源的发展规模和建设时序，保障新能源发电的科学发展和有效利用，本文基于电网光伏风电消纳能力，并根据风电发电特性、光伏发电特性及风光互补特性，提出一种探索电网新能源消纳能力最大的方法，为后续新能源并网提出指导性意见，避免大量的弃风弃光现象发生。

随着世界经济的快速增长，人类对能源的需求越来越大。现有的能源结构中，煤炭、石油等化石能源占有很大比重，但化石能源作为不可再生能源其储量有限，而且其燃烧和利用过程还会污染环境并排放温室气体。能源危机和环境污染是全人类面临的共同问题。

在有限的资源利用和严格的环境保护的双重制约下实现人类的可持续发展，立足于科技进步，调整和优化能源结构，大规模开发利用清洁可再生能源已成为全球共识。但随着新能源大规模开发，我国局部地区消纳矛盾逐渐凸显，出现了弃风、弃光问题，引起社会各界的关注。

青海省依托丰富的太阳能风能资源等大力发展光伏风电产业，初步形成了较为完整的光伏风电产业链，根据青海省电网发展规划，2020年累积并网光伏风电容量将分别达到1400万kW和760万kW。目前，青海全省光伏风电主要集中在海南、海西地区，截至2016年底，电源总装机容量为2302万kW，其中光伏发电并网容量达682万kW，风电并网容量达68万kW。

由于新能源发电出力具有波动性、随机性和间歇性，大规模的新能源发电接入电网后，会对电网的调峰、无功电压和暂态稳定性都带来一定的影响。同时，由于新能源（风电和光伏发电）发电出力的不确定性、反调峰性，大规模新能源并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源。

本文基于光伏风电消纳能力，分析不同负荷水平及不同外送曲线对光伏风电消纳能力的影响，并根据风电发电特性、光伏发电特性及风光互补特性，提出基于新能源消纳能力的优先发展光伏、优先发展风电及寻找风光最优配比的风电光伏发展策略，指出一种探索电网新能源消纳能力最大的方法，并结合青海电网新能源发展策略进行分析和计算。

1 研究基础

1.1 光伏风电出力特性

光伏出力较大时段主要集中在11:00—16:00，典型日出力曲线如图1所示。若优先发展光伏，光伏开发超过一定规模时，将加重电网中午时段弃电现象。

图1 光伏典型日出力曲线

风电出力具有一定间歇性、随机性，呈现夜间出力大，白天出力小的特点，典型日出力曲线如图2所示。若优先发展风电，风电开发超过一定规模时，将加重电网夜间小负荷时段的弃电现象。

图2 风电典型日出力曲线

光伏与风电之间具有一定的互补性，风光出力叠加后最大出力系数及日最大峰谷差较光伏有所下降，平滑了新能源出力的波动性，降低对负荷的负效应，因此，需充分发挥光伏风电互补特性，寻找风光最优配比，达到消纳新能源规模最大的目标。风光互补后出力曲线如图3所示。

图3 风光互补后出力曲线

1.2 水电优化调度曲线

新能源规模较大省份，为配合新能源运行，在光伏电站发电出力较大的时段11:00—16:00，水电站降低出力为光伏调峰运行，其余时间水电大发以平衡负荷。水电优化调度曲线如图4所示。