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冀北电网大规模风电接入的激励管理机制研究

   发布时间:2018-07-29   [点击量:242]  


第 1 章 绪 论
 
1.1 课题布景及研讨的意图和含义
动力是人类社会生计和展开的重要物质基础,经济和社会的持续展开离不开安全可靠的动力供应体系,也离不开高效、清洁、经济的动力使用[1-7]。近年来,动力安全和气候改变问题对人类经济社会展开带来了严峻应战,因而,人类需要在动力问题上寻找到一条新的出路,削减污染排放,完结可持续展开[8-9]。2015 年 12 月,关于日趋严峻的气候异常现象,第二十一届联合国气候改变大会期间构成了在世界规划内“有方针和约束力度”的协议。我国政府向联合国提交了《强化应对气候改变举动》,此项举动方案清晰了 2020 年及 2030 年的预期调整方针,即非化石动力在 2020 年到达占一次动力消费总额的 15%,在 2030年到达一次动力消费总额的 20%;二氧化碳排放比于 2020 年较 2005 年数值下浮 40%至 45%,2030 年较 2005 年数值下浮 60%至 65%。2015 年末,冀北电网新动力装机容量 10521MW,占统调装机容量的份额超越 46.2%,新动力装机占比在全国省级电网体系位居前列,其装机首要会集在河北省西北部的张家口市。张家口市地处“三北”交汇处,被列为“一带一路”中蒙俄经济走廊重要节点城市,也作为京津冀区域重要的生态修养区和国家规划的新动力基地之一。跟着《张家口市可再生动力演示区展开规划》正式取得国家同意,张家口使用共同的地舆优势和战略优势,着手展开可再生动力使用的归纳演示,一方面为冀北电网继续坚持新动力范畴的引领位置供给了杰出机会,另一方面也因新动力装机规划与全网负荷适当,对电网运转操控带来前所未有的应战。新动力装机占比大幅前进,估计 2020 年仅张家口市的可再生动力装机规划将到达 2000 万千瓦,需进一步前进风电并网发电运转操控技能[10-13]和完善跨省买卖机制、辅佐效劳形式及风电上网电价机制,促进张家口和冀北区域风电在更大规划的商场消纳。因而,大规划风电接入和相应配套的消纳方针将对电网的经济运转发生严重的影响[14-20],有必要剖析风电接入对电网运转经济性的影响。
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1.2 国内外风力发电展开趋势
据《全球风电核算数据 2015》显现,全球风电工业 2015年新增装机 63.0GW,完结了 22%的年度商场添加率,年新增装机初次超越 6000 万千瓦大关。经核算核算,全球规划风电装机容量添加敏捷,至 2015 年末累计年均添加率为 17%,总装机容量达 432419MW,初次超越核能发电。现在,全球风力发电呈现出以下首要展开趋势:凭借着技能优势与方针导向优势,欧洲与美洲是全球风电展开最早的区域。尤其是欧洲,自上世纪 90 时代起便开端大力展开风电。一起,跟着亚洲新式商场国家风电的展开及各国对清洁动力注重程度的前进,近几年来,世界风电的展开中心现已从欧美转向以我国、印度、日本为首的亚洲区域。其间,我国作为世界风电展开的首要力气,在近几年内完结了爆发式的添加。从单个商场来看,2015 年,我国风电新增装机 30.5GW,累计装机容量 129GW,位居全球风电商场首位;亚洲、欧洲和北美区域别离以累计装机容量 175.6GW、147.8GW和 88.7GW 位居全球风电商场前三位,其间亚洲区域现已超越欧洲跃居全球累计装机容量第一位。跟着风电技能的前进与老练,风电的发电本钱将逐渐下降。在未来,亚洲、北美及欧洲等首要风电商场将成为推动全球风电展开的首要力气。在各国鼓舞方针及清洁动力需求添加的推动下,全球风电商场将持续添加[21-27]。据猜测,从 2016 年至 2020 年,全球新增装机容量将以 10%-13%的速度添加,到 2020年,全球累计装机容量将到达约 800GW,到 2030 年,全球累计装机容量将接近 2000GW。
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第 2 章 调峰辅佐效劳实践经验
 
2.1 导言
2009 年 1 月份,为推动区域电力商场建造、规范商场秩序、消除电力体系运转中的安全隐患, 国家电力监管委员会在全国规划内推行了《辅佐效劳办理施行细则》和《发电厂并网运转办理施行细则》(简称“两个细则”)。在我国六个区域电力体系别离结合本区域内电源、负荷和网络结构等实践状况,拟定了相应的“两个细则”。六个区域电力体系的辅佐效劳中,根本辅佐效劳包含的种类相同,即一次调频、根本调峰、根本无功调理;有偿辅佐效劳的种类略有不同,都包含自动发电操控(AGC)、有偿调峰、有偿无功调理、旋转备用、黑发动,但华北区域和华东区域还有自动电压操控(AVC)。其间针对调峰效劳,依据《并网发电厂辅佐效劳办理暂行办法》(电监商场[2006]43 号)规则,分为根本调峰和有偿调峰效劳,根本调峰是指发电机组在规则的出力调整规划内,为了跟踪负荷的峰谷改变而有方案的、依照必定调理速度进行的发电机组出力调整所供给的效劳;有偿调峰是指发电机组超越规则的调峰深度进行调峰,及火力发电机组按电力调度买卖组织要求在规则时间内完结启停机(炉)进行调峰所供给的效劳。我国六大区域针对根本调峰和有偿调峰的界说和补偿规范存在必定差异,将在下一节进行介绍。能够看出,国内外关于辅佐效劳的分类界说和技能规范存在必定异同。我国辅佐效劳分类中的一次调频、AGC 效劳和备用效劳与欧美电力商场中的三种频率调理效劳相对应。尤其是针对调峰效劳环节,国内将其界说为辅佐效劳的一类,而国外老练电力商场并无对应买卖种类,一般经过现货商场买卖来处理体系调峰问题。
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2.2 国内实践经验
“两个细则”对各地电监局和省电监办提出具体要求,首先要结合本区特色,严格依照电监会发布的两个文件精力,拟定出合适本区域的并网发电厂辅佐效劳和运转办理的施行细则,其次要必须取得国家电监会审阅同意后再进行试行完善,最终,条件老练后正式运转。华北区域依照“两个细则”的要求, 参加第一批试点并研发了与“两个细则”相对应的并网电厂办理查核体系, 从 2009 年 5 月开端正式结算处分与补偿, 体系运转安稳, 完结了对华北电网一切火电、水电机组发电方案、一次调频、自动发电操控(AGC)、自动电压操控(AVC)以及调峰等功能的投入和运转状况的实时监督及功能核算剖析。京津唐电网以火电装机为主,近几年跟着风电快速展开以及供热机组容量占比的逐年添加,京津唐电网调峰手段比较单一、调峰才能有限的问题凸显,电网低谷调峰问题非常杰出,一起限制了风电等可再生动力的充沛使用。为确保电力体系安全、优质、经济运转,规范京津唐电网调峰辅佐效劳办理,发挥电网调峰潜力,前进电网新动力消纳才能,依据《并网发电厂辅佐效劳办理暂行办法》(电监商场〔2006〕43 号)和国家有关法律法规,华北电监局会同华北电网有限公司拟定了《京津唐电网并网发电厂调峰辅佐效劳补偿施行细则(征求定见稿)》,并在充沛征求各级调度组织和发电企业的定见后,对细则进行了修订。自 2009 年 1 月起,华北电监局在京津唐电网开端发动施行细则的模仿运转,40 家发电企业、近 130 台机组、近 3800 万千瓦的装机容量在规划之内。经过近4 个月的模仿试运转,华北区域辅佐效劳与并网运转办理施行细则在全国率先于2009 年 5 月 1 日起进入试运转阶段。华北电监局依据施行状况对《华北区域并网发电厂辅佐效劳办理施行细则(试行)》的有关条款进行了修正:2009 年 10月 1 日,调整京津唐电网的 AGC 辅佐效劳补偿规范,补偿规范 YAGC 从原先的30 元/MWh 调整为 20 元/MWh;2011 年 8 月,对《华北区域并网发电厂辅佐效劳办理施行细则(试行)》的有关条款进行了修正(华北电监市价〔2011〕88 号);2012 年 12 月,在《关于修订华北区域“两个细则”有关条款的告诉》(华北电监市价〔2012〕200 号)中,对《华北区域并网发电厂辅佐效劳办理施行细则(试行)》及《华北区域发电厂并网运转办理施行细则(试行)》的有关条款进行了较大修正,自 2013 年 1 月 1 日起执行。新修订的细则着重“随行就市”,即以每天京津唐电网负荷曲线为基准,量化出各台机组的调峰奉献,正奉献的机组取得调峰补偿,负奉献的机组承当相应补偿费用。细则比较精确地表征出机组在电网日前动态运转进程中的调峰奉献,经过经济手段,引进商场信号,促进火电厂自动参加电网调峰的积极性。
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第 3 章 冀北电网调峰辅佐效劳资源与需求匹配研讨 .......22
3.1 导言 ...........22
3.2 冀北电网电源及负荷猜测 .........22
3.2.1 冀北电源结构剖析 ..............22
3.2.2 冀北电源结构展开趋势 ......23
3.2.3 冀北负荷展开趋势 ..............24
3.3 冀北电源特性、发电技能潜力剖析 ....24
3.3.1 火电机组出力特性及发电技能潜力剖析 ...........24
3.3.2 风电出力特性及发电技能潜力剖析 ........27
3.3.3 其他机组出力特性剖析 ......30
3.4 冀北电网调峰辅佐效劳资源与需求匹配模型 ...........32
3.4.1 冀北电网十三五辅佐效劳需求剖析的整体思路 ............32
3.4.2 资源与需求匹配测算 ...........34
3.4.3 不同场景下调峰资源需求猜测 ......36
3.5 依据辅佐效劳调峰商场的鼓励机制 ....38
3.5.1 辅佐效劳调峰商场机制规划 ..........38
3.5.2 算例剖析 ........41
3.6 本章小结 ..............46
第 4 章 可再生动力发电配额研讨......48
4.1 导言 ...........48
4.2 可再生动力配额制剖析 .............48
4.2.1 国外可再生动力发电配额制(RPS) .....49
4.2.2 国内可再生动力发电配额准则 .....51
4.3 消纳体系根本结构 ..........51
4.4 商场买卖与鼓励机制 ......52
4.4.1 鼓励机制初探...........52
4.4.2 华北区域算例剖析 ..............54
4.5 本章小结 ..............56
第 5 章 结论与展望.......57
 
第 4 章 可再生动力发电配额研讨
 
4.1 导言
大规划的风电并网消纳问题一直是世界性难题,我国在这方面的问题尤为杰出,总结起来,首要有以下几方面的原因:(1)我国风能资源遍及具有会集度高、总规划大、远离负荷中心的特色,大多数风能资源地点区域的电能需求小、难以就地消纳。(2)风电出力具有随机性、波动性与不确定性特色,关于并网电力体系的调理才能有较高需求且对电力体系安全安稳运转提出应战,而我国风电会集的“三北”区域电源结构单一,抽蓄与燃气电站等调理电源比重缺乏,特别是冬天因为供热机组比严重,调理才能非常有限。(3)我国跨区输电才能缺乏,从全国来看,风电占电源装机的比重为 5%,中东部等区域调理才能较强,具有较高的消纳风电潜力,而现在,大区电网之间的联络还较为薄弱,还不具有可完结大规划跨区消纳甚至全国规划内消纳风电的联网才能,无法完结风电在更大规划内优化装备。
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结论
 
本文研讨了在可再生动力快速展开与风电大规划接入的布景下,电网调峰对立杰出风电消纳困难的局势下,为确保经济性与公平性,树立的习惯大规划风电消纳的辅佐效劳机制与发电配额制体系。为探究并规划习惯当时冀北电网展开需求的调峰辅佐效劳正向鼓励机制,本文对国内外调峰辅佐效劳的实践经验进行了总结和整理。我国将调峰效劳纳入了辅佐效劳规划,并包含了根本调峰和有偿调峰两类,而国外老练电力商场的辅佐效劳并无对应买卖种类,其相应的作业一般经过现货商场处理。立足于冀北电网本身的电源结构及电源技能特性,对未来冀北电网的电源特性及发电技能潜力进行剖析树立了冀北电网调峰辅佐效劳资源与需求匹配模型并进行测算。依据测算成果,十三五期间冀北电网的调峰辅佐效劳将面对愈加严峻的应战,在维持现状不变的状况下,风火对立将进一步加深,风电的弃风现象将更为遍及。在进行必定程度的灵活性改造后,风电的消纳水平有了较为显着的前进。最终,本文对可再生动力的消纳与发电配额机制进行了说明与研讨。经过对各层面风电消纳技能、评估点评办法、商场机制与配套方针的整合,以完结风电消纳进程的良性运作为主旨,使针对风电消纳所构成的技能与方针能够发挥出最佳功效,完结风能资源的高效使用。最终依据体系内的间歇式动力发电的装机份额越高、容量因子越高、弃电份额越高、配额完结状况越好,则对其给予的正向鼓励越大;对虚报装机规划、装机质量低、弃电较多、配额完结较差的行为要给予相应的赏罚。现在,冀北调峰辅佐效劳机制在鼓励各类电源前进调理才能,积极参加灵活性改造与供给调峰效劳方面存在着较大的缺乏,可再生动力发电配额制的施行还需时日。后续将深入研讨调峰辅佐效劳和发电配额制在冀北区域方针落地的施行方案,以习惯当时及未来的冀北电网展开需要,更好的处理各电源间的对立,缓解惯例电源的调峰压力,减小风电弃风丢失、促进清洁动力经济消纳和节能减排。

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