李陽(yáng)坡

摘要：文章以南方電網(wǎng)2010年運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了南方電網(wǎng)各?。▍^(qū)）負(fù)荷特性以及實(shí)際調(diào)峰情況，重點(diǎn)對(duì)水電裝機(jī)比重較小、調(diào)峰能力相對(duì)不足的廣東電網(wǎng)在負(fù)荷快速變化階段的調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了深入分析，并就提高電網(wǎng)調(diào)峰能力提出了建議及措施。

關(guān)鍵詞：南方電網(wǎng)；調(diào)峰；負(fù)荷特性；攀峰

中圖分類號(hào)：TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）04-0101-04

電網(wǎng)調(diào)峰是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要調(diào)節(jié)行為之一。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電力需求的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大，用電負(fù)荷連年升高，隨之而來(lái)的是電網(wǎng)峰谷差日趨增大，調(diào)峰問(wèn)題日漸突出。電網(wǎng)的調(diào)峰能力受負(fù)荷特性、裝機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)組調(diào)節(jié)性能等多方面因素影響，并且直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行水平。文章結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行情況深入分析調(diào)峰能力及實(shí)際調(diào)峰情況，對(duì)促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行水平提高具有重要意義。

一、南方電網(wǎng)調(diào)峰能力及實(shí)際調(diào)峰情況

（一）南方電網(wǎng)基本情況

南方電網(wǎng)覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)，面積100萬(wàn)平方公里，供電總?cè)丝?.3億人。南方電網(wǎng)遠(yuǎn)距離、大容量、超高壓輸電，交直流混合運(yùn)行，電網(wǎng)東西跨度近2000公里，至2010年底已經(jīng)形成“八交五直”13條500千伏及以上大通道，每條都在1000公里及以上，西電東送最大輸電能力超過(guò)24GW。南方電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)擁有水、煤、核、抽水蓄能、油、氣、風(fēng)力等多種電源，截至2010年底，全網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量近150GW，其中常規(guī)水電機(jī)組近50GW，約占總裝機(jī)的33%，抽水蓄能裝機(jī)3.9GW，占總裝機(jī)的2.6%。2010年，全網(wǎng)最大峰谷差達(dá)37.5GW，同比提高9.7%，連續(xù)5年保持較快增長(zhǎng)。

（二）南方五省區(qū)負(fù)荷特性分析

南方電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)，各省區(qū)負(fù)荷特性具有良好的互補(bǔ)性。日負(fù)荷特性方面，廣東典型日負(fù)荷曲線有早、午、晚3個(gè)高峰，中午和傍晚各有兩個(gè)短時(shí)間的低谷，落差較大，負(fù)荷在晚高峰后一路下落，在凌晨5點(diǎn)左右到達(dá)最低點(diǎn)。這種峰谷變化大、低谷持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的用電特點(diǎn)給電網(wǎng)調(diào)峰帶來(lái)了很大的壓力。而廣西、云南、貴州的重工業(yè)在用電側(cè)所占比例很大，第三產(chǎn)業(yè)及居民負(fù)荷相對(duì)廣東較小日負(fù)荷特性與廣東差異較大，云南和貴州早峰較低，傍晚出現(xiàn)短時(shí)間高峰，整個(gè)下午的負(fù)荷均維持在腰荷附近，晚峰負(fù)荷明顯高于早峰。廣西和云南較為相似，在接近傍晚時(shí)負(fù)荷有所上升，其中廣西的傍晚高峰略高于早峰。貴州和云南作為主要的電源送出端，其自身較為平緩的負(fù)荷特性可以為受電端提供必要的年調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)服務(wù)，具有良好的送電性。年負(fù)荷特性方面，廣東和云貴的負(fù)荷特性也具有明顯的互補(bǔ)性，廣東年最高負(fù)荷均出現(xiàn)在夏季，而云貴的年最高負(fù)荷均出現(xiàn)在冬季。并且云貴的負(fù)荷變化較廣東平緩，這一負(fù)荷特性對(duì)于充分利用水電及協(xié)助廣東調(diào)峰是十分有利的。

（三）南方五省區(qū)電網(wǎng)典型日調(diào)峰情況分析

以下分別對(duì)五省（區(qū)）枯水期、豐水期典型日調(diào)峰情況進(jìn)行詳細(xì)分析。

廣東水電所占比例小，調(diào)峰作用十分有限，因此豐枯期調(diào)峰情況基本相同，即省內(nèi)火電和西部送電起主要的調(diào)峰作用。其中，燃油、燃?xì)鈾C(jī)組多采取晝啟夜停的方式參與調(diào)峰，其承擔(dān)的調(diào)峰量在負(fù)荷高峰季節(jié)較為明顯，西部送電電力承擔(dān)了廣東大部分的調(diào)峰任務(wù)，減輕了廣東網(wǎng)內(nèi)火電的調(diào)峰壓力。

廣西負(fù)荷構(gòu)成情況在豐、枯水期有較大差異。枯水期火電承擔(dān)基荷，水電起主要的調(diào)峰作用；豐水期火電維持低負(fù)荷運(yùn)行，基本不參與調(diào)峰，水電同樣承擔(dān)部分基荷，并與西電一同承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。在調(diào)峰量的分擔(dān)上，豐、枯水期同樣差異明顯。枯水期主要依靠火電和水電調(diào)峰，但在豐水期，由于火電低負(fù)荷運(yùn)行，調(diào)峰能力受限，西電送廣西承擔(dān)的主要的調(diào)峰任務(wù)。

云南省內(nèi)電源以水電主，火電為輔，水電比例明顯高于火電，“十一五”期間，云南有大量具備優(yōu)良調(diào)節(jié)性能水電投產(chǎn)，大大改善電源結(jié)構(gòu)，水電調(diào)峰能力進(jìn)一步增強(qiáng)。豐水期火電維持低負(fù)荷運(yùn)行，基本不參與調(diào)峰；枯水期水電起主要調(diào)峰作用，火電配合調(diào)峰。

從裝機(jī)構(gòu)成來(lái)看，貴州火電比例高于云南，以火電為主，水電為輔?；痣姍C(jī)組在枯水期主要承擔(dān)基荷，而水電機(jī)組則作為系統(tǒng)的調(diào)峰電源。在豐水期，為了進(jìn)一步提高水資源利用率，由水電機(jī)組承擔(dān)基荷，而火電機(jī)組則配合調(diào)峰。

海南電網(wǎng)中除風(fēng)電外，各類型機(jī)組均需承擔(dān)調(diào)峰作用，其中燃機(jī)和煤機(jī)承擔(dān)了主要的調(diào)峰任務(wù)。近年海南風(fēng)電裝機(jī)逐步增長(zhǎng)，風(fēng)電發(fā)電占海南全網(wǎng)比重有明顯提高，對(duì)調(diào)峰的不利影響開(kāi)始顯現(xiàn)。8月16日的曲線中，已經(jīng)可以看出風(fēng)電逆調(diào)峰的跡象。

二、廣東電網(wǎng)快速調(diào)峰能力分析

廣東電網(wǎng)負(fù)荷除了具有峰谷差大這一特性外，在早峰攀峰階段（7:30-8:30）以及早峰過(guò)后的負(fù)荷下降階段（11:15-12:15），負(fù)荷變化率極快。圖1所示的2010年8月16日（星期一）廣東統(tǒng)調(diào)負(fù)荷曲線中，在這兩個(gè)特殊時(shí)段內(nèi)，一小時(shí)內(nèi)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷變化量超過(guò)10GW。這一負(fù)荷特性不僅要求系統(tǒng)有充足調(diào)峰容量，也必須要有足夠的調(diào)節(jié)速度。下面對(duì)廣東負(fù)荷快速變化階段的負(fù)荷特性及調(diào)峰能力進(jìn)行詳細(xì)分析。

（一）廣東負(fù)荷快速變化階段特性

以2010年8月16日廣東負(fù)荷變化情況為例，在早峰攀峰階段，負(fù)荷變化率從7:30起逐漸增大，到8點(diǎn)前后變化率達(dá)到最大，約500MW/min，之后變化率逐步下降。其中，7:55～8:05這段時(shí)間內(nèi)，負(fù)荷增長(zhǎng)約3900MW，即在此10分鐘內(nèi)，系統(tǒng)需要調(diào)出近4000MW的備用容量以平衡快速上升的負(fù)荷。

早峰過(guò)后，系統(tǒng)負(fù)荷逐步下降，11:50之后負(fù)荷變化率逐漸增大，12點(diǎn)前后負(fù)荷變化率達(dá)到最大值，接近-600MW/min。11:55-12:05這段時(shí)間內(nèi)，負(fù)荷下降約4700MW，需要調(diào)減近5000MW的發(fā)電出力以維持系統(tǒng)有功平衡。兩個(gè)階段的負(fù)荷變化率曲線如圖6所示：

（二）電網(wǎng)快速調(diào)節(jié)能力分析

在廣東早峰前后負(fù)荷變化率較快階段，廣東省網(wǎng)內(nèi)常規(guī)水火電機(jī)組、抽水蓄能機(jī)組以及西部送廣東電力需要共同配合調(diào)整，以滿足系統(tǒng)快速調(diào)峰的需要。

1．廣東省網(wǎng)內(nèi)機(jī)組（不含抽水蓄能機(jī)組）調(diào)節(jié)能力。截至2010年底，廣東投入AGC的火電機(jī)組裝機(jī)容量38.2GW，調(diào)節(jié)容量17GW，調(diào)節(jié)速率692MW/min。2010年8月16日，廣東火電AGC機(jī)組檢修容量2100MW，按比例折算后實(shí)際運(yùn)行機(jī)組調(diào)節(jié)速率為約650MW/min。僅從調(diào)節(jié)容量及調(diào)節(jié)速率上看，火電機(jī)組可以滿足調(diào)峰需要。但實(shí)際運(yùn)行中，火電機(jī)組可能受限于當(dāng)時(shí)運(yùn)行工況，達(dá)不到理論調(diào)節(jié)能力，或由于網(wǎng)絡(luò)受限無(wú)法充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)能力。

2．抽水蓄能機(jī)組調(diào)節(jié)情況分析。抽水蓄能機(jī)組在電網(wǎng)調(diào)峰方面發(fā)揮著重要作用。峰谷交替階段，利用抽水蓄能工況快速轉(zhuǎn)換（特別是泵工況啟停）可以應(yīng)對(duì)負(fù)荷的快速變化。2010年8月16日早峰攀峰階段（7:30～8:30），廣州蓄能、惠州蓄能電廠機(jī)組由10臺(tái)機(jī)組泵工況運(yùn)行轉(zhuǎn)為全停，總調(diào)節(jié)量為3000MW。尤其是蓄能機(jī)組泵工況停機(jī)時(shí)，在不到30秒時(shí)間內(nèi)即可將功率由-300MW降至零，調(diào)節(jié)速率可達(dá)600MW/min左右，可有效應(yīng)對(duì)負(fù)荷快速變化，減輕火電機(jī)組調(diào)峰

壓力。

3．西部送廣東電力調(diào)峰情況。由于西部水電裝機(jī)比重較大，西部送廣東電力的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，當(dāng)日負(fù)荷快速變化時(shí)段西電送廣東調(diào)節(jié)情況如表1所示。在早峰攀峰階段，西電送廣東增量和平均變化率占廣東負(fù)荷增量的30%左右，負(fù)荷下降階段，西電送廣東變化量和平均變化率約占廣東負(fù)荷變化量的43%。西電送廣東承擔(dān)了廣東約1/3的調(diào)峰任務(wù)。

4．綜合調(diào)峰情況分析。廣東網(wǎng)內(nèi)火電機(jī)組所占比例超過(guò)80%，并且核電機(jī)組正常情況下不參與調(diào)峰，因此必須首先充分發(fā)揮火電機(jī)組的調(diào)峰能力，西電協(xié)助調(diào)峰，并利用好抽水蓄能機(jī)組削峰填谷及快速調(diào)節(jié)能力達(dá)到調(diào)峰目的。從圖1所示的廣東負(fù)荷構(gòu)成曲線中可以看出：核電機(jī)組不參與調(diào)峰；常規(guī)水電機(jī)組由于比重較小，無(wú)法承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)；火電機(jī)組與西電承擔(dān)了主要調(diào)峰任務(wù)，其中非燃煤火電采取晝啟夜停方式參與調(diào)峰；蓄能機(jī)組在凌晨、中午低谷段泵工況運(yùn)行參與調(diào)峰，蓄能機(jī)組抽水、發(fā)電工況轉(zhuǎn)換主要在系統(tǒng)峰谷轉(zhuǎn)換階段完成，以應(yīng)對(duì)負(fù)荷快速變化。

三、結(jié)論及建議

根據(jù)上述分析可見(jiàn)，南方各省區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰能力基本可以滿足實(shí)際需要，但是隨著負(fù)荷水平進(jìn)一步升高以及水電受來(lái)水不足的影響，未來(lái)南方電網(wǎng)調(diào)峰還將遇到一些列問(wèn)題，為此，本文提出了以下提高系統(tǒng)調(diào)峰能力的建議：

1．合理利用網(wǎng)內(nèi)各類型機(jī)組的調(diào)峰能力。對(duì)于燃煤火電機(jī)組，應(yīng)結(jié)合《南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》和《南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》，充分挖掘燃煤火電機(jī)組的調(diào)峰深度及調(diào)節(jié)速度，提高燃煤火電機(jī)組調(diào)節(jié)資源的利用率；對(duì)于水電機(jī)組，要加大流域水情預(yù)測(cè)，在提高流域水資源綜合利用效率的基礎(chǔ)上發(fā)揮水電機(jī)組的調(diào)峰能力；對(duì)于蓄能機(jī)組，應(yīng)根據(jù)電力供需形式做好發(fā)電、抽水的計(jì)劃安排，發(fā)揮蓄能的消峰填谷能力，盡量減少機(jī)組的啟停次數(shù)。在不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能吸納清潔能源電力，但應(yīng)提高小水電、風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測(cè)水平，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的計(jì)劃性。

2．加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)輸電能力，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化全網(wǎng)調(diào)峰資源，充分發(fā)揮南方電網(wǎng)區(qū)域資源配置優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的節(jié)能、環(huán)保指標(biāo)。

3．強(qiáng)化負(fù)荷側(cè)管理。加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷構(gòu)成研究，對(duì)能夠達(dá)到調(diào)峰能力的企業(yè)進(jìn)行政策引導(dǎo)和政策支持，對(duì)有條件的用戶實(shí)行分時(shí)用電。通過(guò)豐枯電價(jià)、峰谷電價(jià)差異引導(dǎo)用戶合理用電。

參考文獻(xiàn)

[1]呂學(xué)勤，劉剛，黃自元．電力調(diào)峰方式及其存在的問(wèn)題[J].電站系統(tǒng)工程，2007，23（5）.

[2]柳進(jìn)，潘毅，劉長(zhǎng)義，于繼來(lái). 攀峰過(guò)程中協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度的研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（2）.

[3]鄭秀波，劉云，孫景強(qiáng)．廣東電網(wǎng)核電機(jī)組調(diào)峰分析[J].電力技術(shù)，2010，19（13-14）.

[4]余欣梅，劉云．廣東電網(wǎng)調(diào)峰形勢(shì)分析與展望[J].廣東電力，2010，23（9）.

[5]楊濱. 黑龍江電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題的對(duì)策和建議[J]．黑龍江電力，2008，30（1）.

[6]李付強(qiáng)，王彬，等．京津唐電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)峰特性分析[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（18）.

（責(zé)任編輯：趙秀娟）