风电水电互补，拓展绿色电力应用

　　电力平衡能实现，相对而言电量平衡就不难解决。电量平衡的主要制约条件在于当冬季风电连续停发时，水库的储能可否提供足够的水电发电量。按2013 年数据测算，全年需电量24.8 亿千瓦时，平均每天为0.068 亿千瓦时。假设按连续3 天风电全部停发（这是十分罕见的情况）计算，所需电量约为0.204 亿千瓦时，这仅占水电站储能电量4.246 亿千瓦时（见附表6 数据）的4.80％。到2020 年，全年需电量73 亿千瓦时，平均每天为0.2 亿千瓦时。同样按连续3 天风电全部停发计算，所需电量约为0.6 亿千瓦时，占当时已建成水电站估计储能电量8.48 亿千瓦时（参考附表2 数据，采用2013 年的2 倍）的7.10％。就是说，冬季只要拿出很小一部分水库水量参与调节，就能够弥补风资源缺乏时当地的电量缺口，这应该是不难实现的。
　　四、需要解决的问题
　　（一）水库与电网的统一调度A 地的水电站中，有几座的主要功能是调水，它们的夏季水量调度必须以调水功能为主，“以水定电”。由于夏季适逢负荷高峰，因此矛盾可能不大。当夏季风电多发需少发水电时，在保证总调水量的前提下，适当调整流量变化过程，应该是可能的。如果因调水水电必须多发、本地区不能全部消纳时，还可以通过电网外送，这需要与电网调度沟通协商一致。冬季水电站要承担本地电力负荷调节的主要功能，更需要与当地电网调度保持密切沟通，随时根据负荷变化调整发电出力，监测流量与水库蓄水量的变化。因此，建立电网调度与水库调度的协调机制是必须重点解决的首要问题。
　　（二）电网建设
　　A 地已经以220 千伏接入新疆主网。在2015 年前，地区陆续建成投运的水电（估计约50 万千瓦）以及风电（约55 万千瓦）基本上可以在补强220 千伏电网框架的方案下得到解决。在2015 年后，随着地区负荷增长以及水电、风电等电源的更大规模建设，存在以750 千伏接入新疆主网的必要性，所以该项工作应该及早提上日程。
　　（三）电源建设决策选择
本文中没有提及地区煤电情况，意在强调当地主要依靠水电与风电，在电网支持下就能够基本解决负荷均衡供电问题，没有排斥煤电的任何含义。事实上， 因地制宜、多能并举也是应该的。目前该地区已建成运行火电2.4 万千瓦，在冬季供电中起了重要作用。规划建设中的还有一些大型火电厂，装机约70 万千瓦。增加火电装机与增加风电装机的技术经济性到底如何，应该进行更充分的论证。
　　（四）风电比例加大时的电网稳定问题
　　根据上述构想，在冬季该地区运行风电占负荷容量的比例有时将可能超过50％，这种情况下是否能够保证电网稳定安全运行，是必须认真考虑的问题。但应该看到的有利因素是：第一，地区电网并非孤立运行，而是与新疆主网联网运行，相对新疆主网装机容量，地区风电仍是很小的比例。第二，根据国外资料，在西班牙、德国等地，已经出现过在某一时段，风电出力达到地区电网出力65％的情况下依然保持稳定运行的实例。第三，1998 年，曾经在孤立运行的当地风电－水电供电系统中进行过实地试验，在风电占到电网容量34.4 ％（1 台2000 千瓦水电机组与7 台150 千瓦机组并联运行）的情况下，供电系统静态与动态都是稳定的。可以预计，在与大电网连接后，条件更好，冬季当地电网能够依靠风电水电互补，实现电力电量平衡与稳定安全供电。
　　风电－水电互补是新事物，其对电网稳定的影响是新问题，需要慎重对待。首先可以进行计算机模拟，得出系统是否稳定的理论成果；更重要的是在工程建设运行实践中加强观测，以实践结果检验理论，得出可靠结论。
　　(五)其他安全问题
　　水电站冬季承担负荷调峰后，下泻流量会有较大范围变化，河道流量忽大忽小，与自然季节变化有差异，需要考虑是否存在安全隐患等。
　　五、结论