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蒙西电网内电源发展和布局研究

发布时间: 2021-01-21  字号:【  】  点击次数:1662次
 

完成单位:内蒙古电力集团经济技术研究有限责任公司


1、项目概况

“十三五”以来,内蒙社会经济发展稳中向好态势明显,电力需求增速明显回暖,网内多年来富余装机已基本消化,供需态势转为平衡偏紧;但电源装机结构与分布不尽合理网内阶段性、区域性缺电现象凸显,同时通道输电能力受限,新能源电源调控能力弱,导致内部能源协调优化能力同样不足,新形式下,面向生态优先、绿色发展的高质量发展新理念,为满足中长期蒙西电网电力供应保障,实现电源绿色高效可持续发展,内蒙古电力(集团)有限责任公司于2018年全面开展了蒙西电网内电源发展和布局研究工作。

项目首先分析了蒙西电网内电源发展现状,从电源装机结构、布局、外送通道、电源侧系统调节能力以及各子区供需平衡情况等方面梳理了蒙西电网电源发展的核心问题和主要矛盾并剖析了原因,结合自治区中长期能源发展战略,研判了电源发展面临的主要形势和挑战;根据中长期负荷预测、新能源接入量预测以及电网关键断面分析确定了电源规划边界,进而进行了电力电量平衡和电力流推演,明确了自用电源和外送电源的规划思路;最后从规模总量、结构布局、建设时序三个层面,提出了自用电源和外送电源的发展规划,并结合蒙西能源发展定位和各区的外送需求及通道分析制定了方案实施路径。

本项目的研究明确了蒙西地区电源规划的技术路线及发展方向,对于衔接电源与传送通道建设进而助力区域能源经济协调发展具有重要意义,为蒙西能源结构优化提供了关键技术支撑和政策建议。

2、咨询服务过程和主要内容

在电源电网发展现状及中长期电力负荷预测的基础上,分析测算蒙西电网电力装机缺额;结合各地区电力装机缺额及资源分布,提出自用电源发展布局的思路,设计支撑性电源发展规模和布局场景;根据非水可再生能源消费指标匡算新能源发展规模,通过技术经济性比较确定风光规模配比,并结合新能源资源分布情况给出新能源发展布局,通过生产模拟的方式测算新能源消纳情况并提出相应措施;根据各地区资源分布情况,提出外送电源发展布局思路;通过对全国各区域电力市场空间分析,提出外送电力流方向;根据自用及外送电源发展布局,提出蒙西电网各断面最大电力流及直流外送规模,对下一步蒙西电网主网架发展提出要求。优先开发绿色能源。坚决贯彻国家相关规划要求,合理发展风、光等可再生能源发电,优化能源生产布局和结构,推动各类能源协同协调发展。优先满足自用电需求。协调电力自用与外送规模,在优先满足蒙西地区自身用电的前提下,适度兼顾区外负荷中心电力需求。优先提高存量电力设备利用率。进一步降低地区弃风、弃光率,提高各类电源利用效率。统筹配额制约束与电力供应保障。在满足可再生能源配额制要求的前提下,保证地区电力供应,协调可再生能源装机与支撑性电源比例,充分发挥不同电源的互补调剂作用,提高系统效率,统筹近期需求与远景发展。回顾总结“十三五”初期蒙西电力发展情况,分析近期电力需求,基于实际、突出问题,提出满足近期电力需求的电源布局方案;同时,适度展望,着眼长远,远近结合,提出远景电源展望。

统筹资源赋存与负荷分布。分析梳理地区资源赋存情况,回顾总结地区负荷分布,提出既能满足地区负荷发展又负荷地区资源赋存情况的电源布局方案。电力流规划应坚持能源格局决定电力格局的原则,电力流方案应与我国未来能源格局和流向相一致。

3、工作主要创新和突出特点

本项目立足于蒙西地区能源结构及电源发展现状,面向区域电力平衡及统筹协调发展,着眼国家西电东送、北电南送的战略考量,从电源装机结构、布局、外送通道、电源侧系统调节能力以及各子区供需平衡情况等方面梳理了蒙西电网电源发展的核心问题和主要矛盾并剖析了原因,结合自治区中长期能源发展战略,研判了电源发展面临的主要形势和挑战;根据中长期负荷预测、新能源接入量预测以及电网关键断面分析确定了电源规划边界,进而进行了电力电量平衡和电力流推演,明确了自用电源和外送电源的规划思路;最后从规模总量、结构布局、建设时序三个层面,提出了自用电源和外送电源的发展规划,并结合蒙西能源发展定位和各区的外送需求及通道分析制定了方案实施路径,研究成果积极推进了自治区“十四五”规划能源结构和电网建设的战略性调整,对于蒙西地区电源发展和电网协调发展具有指导意义。

技术亮点可总结为如下两个方面:

3.1 技术路线战略定位明确、层次分明

电源的发展,既要满足本区域的电力电量平衡,还要满足区域之间的能量互济和统筹优化,内蒙地区作为国家重要的能源基地,其电源发展对于保障国家能源安全、推进绿色清洁能源消纳具有重要作用,同时其对自治区经济社会发展的重要性也不言而喻,因此,蒙西地区的电源规划应兼顾自用与外送功能。内蒙古是国家重要能源基地,能源资源丰富;一次能源外送比例长期以来保持在能源生产总量的2/3左右;可再生能源配额制实施后,其他省区对于内蒙清洁能源的需求将进一步增长,内蒙古、特别是蒙西地区做为国家重要能源基地的作用愈发凸显。

对于自用电源,本项目主要研究负荷供电保障的电源方案以及电源结构的升级改革方案,保障负荷可靠供电的同时尽可能提高可再生能源占比:2025年,蒙西自用电源装机规模达到约1.15亿千瓦。以煤电为主的电源结构保持不变,占比约56%,较2020年下降3个百分点。风电装机占比明显提升,占比约30%,较2020年提升4个百分点。

对于外送电源,本项目主要研究省内各区的电源开发潜力和省外各区的需求潜力,结合预测数据与传输通道规划方案,尽可能发挥各区的区位优势或能源优势:“十四五”期间规划新增3~4条大型综合能源输电通道,起点考虑在鄂尔多斯西部、中部、东胜地区以及巴彦淖尔地区,就地建设煤电基地,每条通道配套火电装机规模约600~700万千瓦,并汇集杭锦旗、阿拉善、巴彦淖尔和包北等地区新能源共同送出,每条通道配套新能源装机规模约600~700万千瓦。

同时,本项目重点研究蒙西电网近期、中长期电力保障方案,提出了蒙西电网火电规模、布局、时序,结合新能源消费比重的发展目标要求,提出新能源规模、布局、时序,针对电源规模、结构对电网发展提出需求。结合蒙西能源电力定位,分析了蒙西在国家能源电力保障、清洁能源供给方面的重要作用;基于各地区各类电源开发潜力,在满足当地及近区中长期电力需求的前提下,分析了可持续外送的电源规模与结构;根据各地区能源资源赋存特点,提出了近期综合能源电力外送通道规模、起点、配比;展望了远期利用蒙古国煤炭资源建设综合能源电力外送通道,或利用当地丰富的新能源资源建设新能源外送通道的方案。

3.2 规划方案因地制宜,针对性强

近年来电力发展实际表明,蒙西地区新增负荷80%集中在乌兰察布、鄂尔多斯、锡林郭勒和包头,上述地区资源优势和政策优势明显,未来仍是重要负荷增长点。同时受乌兰察布、锡林郭勒电力负荷增长较快拉动,蒙西电网负荷发展重心向东偏移。对于不同的地区,产业发展和能源供需又存在差异,比如包头依靠科技创新,优化资源配置,提升产业竞争优势,将打造钢铁、铝业、装备制造、电力、煤化工和稀土六大产业基地,鄂尔多斯转型发展取得新突破,创新能力显著增强,将建成多元化中高端现代产业体系,锡林郭勒资源丰富,综合优势明显,积极承接京津冀产业转移升级,是蒙西未来重要的产业基地,乌兰察布距港口近、电价低,区位优势明显,吸引了一批铁合金、大数据等大负荷企业落地,用电负荷增长迅猛。本项目中,针对这些地区的产业结构差异,分别制定了有针对性的电源规划方案,同时考虑到输电通道建设的区位优势,在电源选点及通道选址中均考虑了地区地理条件和产业条件的差异性,充分利用了当地的能源优势或产业区位优势。

4、工作成效

4.1对蒙西地区的能源结构变革发挥了技术支持作用

近年来蒙西地区电力供需态势转为平衡偏紧,“十三五”末期和“十四五”期间电力缺口将持续增大,电源储备不足,亟需立足当前、着眼长远、聚焦重点,确保投产一批、加快建设一批、抓紧开工一批、积极储备一批、超前谋划一批重大支撑电源建设项目。推荐负荷水平下电源建设方案,2020年、2025年、2035年蒙西自用电源总规模分别达到约7500万千瓦、1.15亿千瓦、1.9亿千瓦,新能源装机占比分别提升至37%、40%、54%,煤电装机占比分别降至59%、56%、43%。加快已开工的282万千瓦煤电项目建设进度,确保2020年前投运。 “十四五”期间,除了预计投产(核准、规划)的276万千瓦煤电装机外,还需要再新增投产1978万千瓦。其中,整体自平衡区域342万千瓦,独立自平衡区域440万千瓦,电力互济区域1196万千瓦。新增风电装机约1500万千瓦,新增光伏发电装机约350万千瓦。2022年前,需要新增投产约1030万千瓦煤电机组。优先考虑在兼顾供热需求的呼和浩特、包头,存在较大缺口的乌兰察布,具备互济能力的薛家湾等区域布局。推荐负荷水平(年均增速7%),优先考虑2%需求侧响应后平衡测算结果表明蒙西地区2022需新增自用煤电规模在933万千左右。其中:大乌海132万千瓦、鄂中132万千瓦、薛家湾233万千瓦、包头136万千瓦、呼和浩特98万千瓦、乌兰察布132万千瓦、锡林浩特70万千瓦。若电力需求增速超过推荐方案预期,达到年均增速8%,2022年前煤电需新增1021万千瓦,可考虑在薛家湾地区增加100万千瓦。若电力需求未达到推荐方案预期,年均增速6%,2022年前煤电需新增775万千瓦,可考虑在包头地区减少66万千瓦。结合考虑需求侧响应、降低备用、增加储能等措施,可有效减少煤电装机需求,提升系统利用效率。2022年各类措施组合方案下的煤电需求详见下表。

4.2 明确了蒙西作为全国能源基地的战略定位及技术路线

经过本次规划,“十四五”及中长期,蒙西具备新增6~7个综合能源外送通道的能力。“十四五”期间,蒙西电网暂按新增3~4条综合能源外送通道考虑,送电规模约为2600~3400万千瓦。“十四五”期间,送端可考虑分别选择在鄂尔多斯西部、中部和北部煤炭基地,每个通道依托当地新建配套煤电装机600~700万千瓦,实现就地开发外送。同时,每个通道均需通过蒙西电网在巴彦淖尔、阿拉善、包头和鄂尔多斯等地区新增配套风电装机600~700万千瓦。中长期,可考虑依托蒙古国煤电接续增加综合能源外送通道规模,或结合大规模储能、新型输电技术突破,实现新能源外送。

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