相反,呈现出冬春季大、夏秋季小的特点。下面两张图是该区域两个气象站近30 年平均每月风速分布图,很明显,6 月~ 10 月风速较小,11 月~次年4 月风速较大。可以设想,如果安装足够的风电机组,加上水库的储能调节,就可能在冬春季主要依靠风力发电供电,解决冬季水电少发时的均衡供电问题。
(二)水库的储能调节作用
风能资源冬春季虽然丰富,但也会有风小与无风的情况,这时就需要水库中存储的水能予以调节。目前在建与规划的水电站,多数带有调节水库,具有很好的调节能力。仅以在建的6 座水电站为例, 其装机为81.5万千瓦,水库可调节库容为22.14 亿立方米。从理论上讲,必要时这81.5万千瓦的装机都可以参与调峰,实际上至少其中一部分能够参与调峰。按照各电站的装机参数与调节库容分别计算,可以得出6 座电站的储能数量约为4.246 亿千瓦时, 详见附表6。由于冬季主要依靠风电,水电只需解决在无风与风小时段的供电,所以仅仅需要其中的小部分储能参与调节,就可以解决冬季均衡供电问题。
三、互补系统构建的具体设想
根据A 地的水能风能资源以及用电负荷情况,可以构想以下的互补系统运作方式:
(一)从电力平衡考虑
在夏秋半年,以水电为主、风电为辅给电网供电。由于水量充沛,当风电不发或少发时,水电完全有能力进行调节。以2013 年数据为例:当年地区最大负荷为48.5 万千瓦,届时建成投运的水电装机为81.5 万千瓦,已经可以满足最大负荷需求,还有近50万千瓦的风电,更可以充分保证夏季供电。互补作用主要体现在水电可根据负荷与风电变化情况调整出力,从而变化出库流量。这与调水要求可能发生矛盾,但只要能保证在整个调水期内完成所需的调水量,应该是可以兼顾的。到2020 年,地区最大负荷将增加到136.8 万千瓦,届时规划水电站将全部投产,出力可以达到210万千瓦,足以满足当地最大负荷,并可以将多余电力送入新疆电网。
在冬季时节,如果能安装足够多的风电机组,就能够实现以风电为主、水电参与调节方式进行供电。当风电多发时,水电少发以储水蓄能。风电停发或少发时,水电增加出力满足负荷需求。由于冬季为多风季节,所以需要的调节水量不会太多,占全部调节库容的比例不大。仍以2013 年情况为例:冬季最大负荷也按48.5 万千瓦核算,届时已建成水电站保证出力为11.1 万千瓦,现有煤电出力2.5 万千瓦,尚有缺口34.9 万千瓦。目前已建与在建风电已有40 万千瓦,在风电满发或接近满发时,将可以满足用电负荷需求。而在风电少发时,需要水电加大出力,届时水电站装机已达81.5万千瓦,足以满足填补负荷高峰时缺口容量需要。到2020 年,地区最大负荷增加到136.8 万千瓦,风电装机将达到100 万千瓦,水电站出力可以达到210 万千瓦,仍然足以满足最大负荷要求。同时,需要时,风电装机还可以增加,以加大冬春季供电能力。
(二)从电量平衡考虑