風電接納能力

風電接納能力，指電力系統在保證安全、穩定和經濟運行前提下，最大接納風電的能力，也稱風電穿透率極限。

基本信息

由於電能不能大規模儲存，當用電高峰期時，需要用增加發電機組出力、增加投運機組台數或限制負荷的方法來滿足每個時刻發電、輸電和用電的平衡，用電低谷時則相反。風電接入電力系統後，其出力受大自然風的影響，具有隨機、波動和不可控性，需要其它電源來配合。整個電力系統有功調節能力直接決定了其風電接納能力。風電接納能力不存在通常意義上說的最大值，是動態可變的。某特定電網的風電接納能力受到電源結構、電網構架、價格機制、儲能容量、負荷特性、電網運行水平和風電技術水平等多方面因素的影響。增加可靈活調節的電源或儲能容量可增大風電接納能力，但受經濟性制約。電力部門一直以來都在研究如何在確保全全性和經濟性的基礎上，提高風電接納能力。

風電穿透率

風電穿透率指風力發出的電量與社會總用電量的比值。風電穿透率在不同時段的數值是不同的。據統計，2011年，共有5個國家的風電穿透率超過5%，分別是：丹麥26%，葡萄牙17%，西班牙15%，愛爾蘭14%，德國9%。中國2011年風力發電量800億千萬時，社會總用電量46928億千瓦時，風電穿透率為1.7%，但在某些地區則較高，如蒙東。風電穿透率在較短的時間內可達到很高，如2010年10月31日，葡萄牙當日風電穿透率達到61%，凌晨2點15分瞬時最大值達到75%。

主要影響因素

影響電力系統風電接納能力的因素包括電力系統運行的各個環節，主要為電源結構、電源調節能力、電網構架、負荷特性、電網運行水平以及風電技術水平。

電源結構

電力系統是一個電力的實時平衡系統，發輸用需同時完成。負荷是可以準確預測，精度一般達到99%以上；常規電源是可以調節的，根據負荷預測結果來調節常規電源的發電出力，即可實現電力平衡。風電受大自然風的影響，發電出力具有隨機、波動和不可控性，需要其他電源與其配合來平衡負荷需求。而以煤為主的一次能源利用結構決定了我國的常規電源大部分是火電機組，火電機組調節能力較差是制約我國風電等可再生能源發電接納能力的主要原因之一。火電機組的調節能力及靈活啟停受到技術和經濟性制約，正常運行時發電出力通常在額定出力的50%～100%範圍內調節，並且火電機組的調節速度較慢；我國北方電網中有相當比例的熱電聯產電廠，在冬季供熱時段其調節能力更為有限。當風電接入電力系統後，由於其出力的波動性，當風電出力增大或減小時，需要火電機組快速回響減少或增加出力，才能保證電力系統的實時電力平衡，當火電機組調節速度跟不上風電出力的變化或火電出力減少到調節範圍的下限仍不能保證系統電力平衡時，系統需要限制風電的出力。

電網構架

我國風能資源主要分布在“三北”地區，距離負荷中心較遠，大規模的風電無法就地消納，需要通過輸電網遠距離集中外送到負荷中心。當風電場裝機容量較大、且出力較高時，大量風電功率的遠距離外送會造成線路壓降增大，送端系統的電壓穩定裕度降低，約束了風電的接納能力；此外，線路輸電能力也是風電“窩電”的一個主要因素。

負荷特性

負荷的類型、用電量大小和峰谷差水平將影響電力系統風電接納能力。通過加強負荷側管理，套用一些可調負荷，如海水淡化、電動汽車、電採暖等，使負荷的變化可適應風電出力的變化，可有效提高風電接納能力。

電網運行水平

當風電裝機較小時，電網運行可不考慮風電出力，通過充分利用傳統電源的調節能力完成電力平衡。當風電裝機逐漸增大，需要提高電網的運行水平以實現風電接納，如採用智慧型電網技術、風電功率預測技術、最佳化調度技術等。（見風電最佳化調度系統和風電功率預測系統）

風電技術水平

風電技術水平不斷進步，由最開始的定速風電機組到現在的雙饋變速風電機組，風電機組的電網友好性不斷增強，可適應電網的各種要求。通過提高風電的設備製造水平、風電場的協調控制水平以及抗擾動能力等來提高系統消納風電的能力。

提高主要措施

針對影響風電接納的因素，提高風電接納能力的措施主要有：改善系統電源結構，如新建靈活調節電源、抽水蓄能電站等；發揮常規機組的調節能力，如深挖火電機組的調峰潛力等；加強電網建設，避免外送風電功率受限；採用智慧型電網技術，提高電網運行水平；開展風電功率預測、負荷需求側管理等。

通過政策引導，制定合理的價格機制，做好風電、常規電源與電網的同步規劃、同步開發，調動電網、常規電源、用戶負荷的積極性，提高電網的風電消納能力。