隨著資源枯竭、環(huán)境污染的加劇，加快清潔能源的開發(fā)利用已經成為必然趨勢。我國“三北”地區(qū)風光資源豐富，適宜清潔能源的大規(guī)模集中式開發(fā)。然而，新能源固有的出力不確定性，導致新能源并網消納面臨愈來愈難的局面。從風光出力特性及火電靈活性改造出發(fā)，針對不同的風光火配比方案，依托先進的協(xié)調控制技術和多能互補優(yōu)勢，有效平抑新能源基地出力波動性，實現與電網、負荷協(xié)調友好的創(chuàng)新型發(fā)電模式，對新能源產業(yè)發(fā)展起到重要的示范引領作用。

　　截至2019年底，我國風電、光伏并網裝機規(guī)模分別達到210.05GW、204.68GW，分別占全口徑發(fā)電裝機規(guī)模的10.45%、10.18%，并保持良好的發(fā)展勢頭。然而風電、光伏等新能源出力的間歇性、隨機性和波動性的特點，導致大規(guī)模新能源并網給電網的安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)。同時，由于風光資源分布與電力市場空間逆向分布的特性突出、風光出力的不可控性、系統(tǒng)調峰容量不足等原因，導致新能源棄電現象嚴重。

　　為實現我國新能源發(fā)展目標，仍需堅持走“發(fā)展大基地，依托大電網，融入大市場”的道路。同時，在進行大規(guī)模新能源外送基地規(guī)劃建設時，必須依托多能互補技術，提高新能源基地與電網的協(xié)調友好性，解決好新能源棄電問題，確保新能源“送得出、落得下、用得上”，實現新能源的高效利用。

　　以規(guī)劃的赤峰大規(guī)模新能源外送示范基地為例，圍繞“低電價上網、先進技術、智慧風場、生態(tài)能源”四個示范，綜合考慮風電、光伏、存量火電及抽水蓄能電站運行特性，在不增加受端電網調峰壓力的前提下，研究風光火儲等電源配比方案，規(guī)劃建設多能互補新能源基地。

　　多能互補基地規(guī)劃思路

　　推進多能集成優(yōu)化互補、發(fā)展綜合智慧能源是我國進行能源轉型的必然要求，也是提高能源系統(tǒng)效率的有效手段。本文中，綜合考慮赤峰地區(qū)新能源基地可用能源種類，采用風、光、火打捆外送方式，必要時配備一定容量的儲能，基于多種能源各自的資源特性及發(fā)電特性，通過多能互補、協(xié)調控制綜合優(yōu)化新能源基地電力外送出力曲線。

　　考慮風力發(fā)電、光伏發(fā)電的隨機性、波動性、可調度性低等特點，同時鑒于赤峰地區(qū)無建設大規(guī)模水電的條件，通過對現有火電進行深度調峰改造，增強火電機組調峰能力，最大程度保證資源潛力大但發(fā)電量不穩(wěn)定的風光等清潔能源的消納。

　　1.1風光出力特性分析

　　內蒙古自治區(qū)是我國風光資源最豐富的省區(qū)之一。赤峰市位于內蒙古自治區(qū)東南部，風電技術可開發(fā)量約50GW，年平均風速均在6.0m/s以上，部分區(qū)域年平均風速在8.0m/s以上，年利用小時數2600～3300h。光照年輻射值1400～1750kWh/m2.年日照小時數2700～3200h。

　　根據赤峰地區(qū)在運風光電站運行數據及氣象站統(tǒng)計數據，典型日風光出力特性曲線如圖1—圖3所示。

　　1.2存量火電調峰能力分析

　　為加快能源技術創(chuàng)新，挖掘燃煤機組調峰潛力，早在2016年6月，我國已正式啟動火電靈活性改造示范試點工作。通過靈活性改造，一是增加機組運行靈活性，即要求機組具有更快的變負荷速率、更高的負荷調節(jié)精度及更好的一次調頻性能;二是增加鍋爐燃料的靈活性，即機組在摻燒不同品質的燃料下，確保鍋爐的穩(wěn)定燃燒以及機組在摻燒工況下仍有良好的負荷調節(jié)性能。

圖1 大風月典型日風電出力特性(2MW風電機組)

圖2 小風月典型日風電出力特性(2MW風電機組)

圖3 光伏全年平均日出力特性(100MW裝機規(guī)模)

　　深度調峰的概念不僅包括機組可以做到穩(wěn)定的低負荷運行，其外延是火電機組的靈活性運行。目前，靈活性改造的主要技術方案有儲熱水罐方案、電鍋爐方案及高參數蒸汽抽汽供熱方案等，通過靈活性改造，調峰深度可達60%。(作者：李 凱，康世崴，閆方，王淼，李文波)