风光储示范项目规划报告Word文档格式.docx
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4.3 发电量计算 22
5 风电项目建设方案 23
5.1 工程概况 23
5.2 风力发电机组选型和布置 24
5.2.1 风机选型 24
5.2.2 风机排布 25
5.3 发电量计算 26
6 储能建设方案 27
6.1 储能作用 27
6.2 设备选型 29
7 接入送出规划方案 30
7.1 升压站建设方案 30
7.2 35kV集电线路建设方案 30
7.3 220kV送出工程建设方案 30
8 创新性建设联合调度与交易辅助决策系统 31
8.1 总体解决思路 32
8.1.1 可中断负荷大用户直购电的优化调度 33
8.1.2 交易规则 33
8.1.3 远期交易规则 33
8.2 系统设计方案 34
8.2.1 省调接入数据需求 34
8.2.2 市调接入数据需求 35
8.2.3 从营销系统(含负控系统)接入数据的需求 35
8.2.4 从电力中长期交易平台接入数据的需求 35
8.2.5数据采集方式 35
9 投资估算与经济效益分析 36
9.1项目概况及测算依据 36
9.1.1 项目概况 36
9.1.2 编制原则及测算依据 37
9.2 基础资料 37
9.3 费率指标 38
10环境和社会效益分析 38
10.1环境影响分析 38
10.1.1 施工期环境影响分析 38
10.1.2 运营期环境影响分析 40
10.2环境保护措施 43
10.2.1 施工期防治理措施 43
10.2.2 营运期环保防治措施 45
10.3 节能与减排效益分析 46
10.4 水土保持 47
10.5 社会影响效果分析 48
10.5.1 促进社会就业 48
10.5.2 改善经济状况,丰富经济结构 48
10.6 社会适应性分析 48
10.7 结论和建议 49
11结论及推广价值 49
11.1 打造**绿色矿区 50
11.2 探索**零碳路径 50
引言
随着全球经济的快速发展,各国建立在大量消耗能源基础上的现代工业文明与传统能源紧缺、环境保护、气候变化等矛盾日益突出。
我国自改革开放以来,在经济建设方面取得了辉煌的成就,但40多年的“粗放”式生产,浪费和消耗大量的煤炭、石油等传统能源以及生态公共资源,使得我国能源供需结构中存在的高碳、高能耗发展问题长期存在。
新能源是全球具有战略性和先导性的新兴产业,代表着未来技术变革和能源发展的方向,是调整优化产业结构、培育发展新动能的重要领域,是解决能源供需结构由高碳、高耗能发展向低消耗、高效率发展转变的重要抓手。
当前,绿色低碳经济发展得到了国内和国际的普遍共识,随着绿色经济理念的不断深化和发展,因地制宜的发展新能源成为重中之重。
我国绿色发展进程稳步推进,2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%,碳排放总量得到有效控制。
目前,工业化、城镇化进程都进入新的阶段,但经济转型、能源转型还面临着很多困难,要妥善处理好资源环境与经济社会可持续发展的关系。
为完成2060年实现碳中和目标,需要在各领域倒逼能源结构调整,促进高质量发展与生态环境质量改善。
2016年~2017年,国家先后发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《推进并网型微电网建设试行办法》等文件,引导电网向智慧、稳定、安全、多样化转型。
2020年8月,国家发改委、国家能源局共同发布《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见(征求意见稿)》,掀开了全国发展两个一体化项目的序幕。
2021年3月1日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》,提出将通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源,以先进技术突破和体制机制创新为支撑,探索构建多能互补高度融合的新型电力系统发展路径;
利用存量常规电源,合理配置储能,统筹各类电源规划、设计、建设、运营,优先发展新能源,积极实施存量“风光水火储一体化”提升,稳妥推进增量“风光水(储)一体化”,探索增量“风光储一体化“,严控增量“风光火(储)一体化”。
推进多能互补,提升可再生能源消纳水平。
当前,我国正处于能源绿色低碳化转型的关键时期。
在能源转型过程中,单一能源品种利用已经受到多方掣肘,在功能及多能互补集成优化作为一个重要的抓手和突破口的今天,多能互补融合发展是能源绿色低碳转型的新方向,也将成为“十四五”时期能源发展的重点。
通过风、光、水、火、储多能有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、紧密互动,不但能够为新能源提供调峰调压电源,提升新能源发电消纳能力,增加新能源应用比重,缓解“弃风、弃光、弃水”等问题,亦有利于降低火电等传统能源高污染、高耗能的程度,为优化能源结构、降低环境污染提供助力。
大力发展多能互补体系,将成为我国能源经济持续稳定高质量发展的关键。
“十三五”期间,太原市围绕能源发、输、储、用等各个领域,积极推动可再生能源规模化开发,着重推进能源消费结构优化,有效提升清洁能源生产、输送、和消纳能力,加强能源科技装备创新和集聚发展,形成了能源生产消费方式变革积极向好的局面,促进了全市能源产业持续健康快速的发展,结合太原市自身发展特点,按风光储输多能互补的要求,高质量精准规划和发展可再生能源,进一步提高可再生能源在能源消费中的比重。
通过增量可再生能源与现有电力系统的融合发展、和谐发展,打造火电、风电、光电、储能、设备定制化、能源智慧研究高度结合的现代化综合能源利用体系。
促进太原市可再生能源资源规模化开发,达到可再生能源高比例、高质量、低成本、市场化发展,在保障太原能源供应安全的前提下,推进能源绿色、低碳发展。
1规划背景
1.1项目所在地社会与经济现状
山西省太原市太原县,位于山西省北部,介于东经112。
25,-113。
04,,北纬39°
11,-39。
47’之间。
东邻应县,南毗代县,西交朔城、平鲁二区,北与左云、右玉、怀仁接壤,南北长66.7公里,东西宽36.5公里。
全县辖5镇7乡,总面积1651平方千米,总人口24.1万人(2018年底)。
县人民政府驻岱岳镇。
年均气温7(左右。
2018年,地区生产总值完成179.69亿元。
境内有恒山山脉,洪涛山脉以及黄花岭。
境内南北高,中间低。
西北有洪涛山、高汉梁,其中以洪涛山最高,海拔1947米。
南为恒山支脉翠微山,其主峰馒头山海拔2426米,中部为大同盆地的一部分,地势平坦,桑干河、黄水河贯穿其间,渠道密布,灌溉方便,但部分低洼区土壤盐碱化较严重。
年均气温7(左右,一月-9(至1CTC,七月23(至24(,年降雨量410毫米。
初霜期为九月下旬,无霜期130天。
太原县是产煤大县,有“煤乡”之称。
境内自然资源较为丰富,其中以煤炭为主,煤田总面积355.2平方公里,总储量H4亿吨,煤质品种以氯煤和弱粘煤为主,为优质烟煤;
铁矿石储量约4000万吨,系赤铁矿;
铝矶土约900万吨;
粘土粉砂岩预测储量达亿万;
石灰石约3000万吨;
方解石约40万吨;
大理石约1000万立方。
此外还有石英石、钾长石、黑云母、玄武岩等。
2018年,全县地区生产总值完成179.69亿元,同比增长2.3%;
规模以上工业增加值同比下降5.4%;
固定资产投资完成21.6亿元,同比增长22.1%;
公共财政预算收入完成15.46亿元,同比增长35%;
社会消费品零售总额完成43.36亿元,同比增长8.5%;
城镇居民人均可支配收入预计达到34592元,同比增长6.5%;
农村居民人均可支配收入预计达到16561元,同比增长8.4%。
20n年上半年完成地区生产总值(GDP)69.49亿元,现价总量比2010年同期增加16.09亿元,再次创下历史同期新高,按可比价格计算增长17.2虬其中第一产业完成增加值2.04亿元,增长11.1%,第二产业完成40.07亿元,增长21.7%,第三产业完成27.38亿元,增长12.4虬
(1)第一产业
20n年上半年,太原县春播面积完成52853公顷,同比增长30.48%,其中粮食播种面积46062公顷,同比增长27.02%,甜菜播种面积1300公顷,同比增长169.15%0
畜牧业发展形势喜人。
上半年,牛期末存栏为75768头,其中奶牛75466头;
羊期末存栏13.89万只,猪期末存栏7.08万头,家禽存栏52.8万只,同比有不同程度增加。
截止上半年太原县完成农林牧渔业总产值3.99亿元,同比增长13.08%,完成农林牧渔业增加值2.04亿元,同比增长11.1%O
(2)第二产业
2011年上半年,太原全县规模以上工业企业实现工业总产值85.53亿元,现价增长48.5%,其中轻工业完成产值7.98亿元,重工业完成产值77.55亿元,分别比2010年同期增长117.02%和43.83%O太原县共完成工业增加值36.45亿元,同比增长27.7%,完成年度任务52.83虬
2011年上半年太原县共生产原煤853.1万吨,比2010年同期增长31.32%o煤炭开采和洗选业共完成总产值70.66亿元,比同期现价增长43.05虬乳品行业共完成总产值5.77亿元,同比现价增长133.71虬氮肥制造行业,完成产值8n2万元,增长57.76%,石墨及碳素制品制造行业共完成产值8151万元,增长308.18%,肉制品加工行业共完成产值16233万元,增长118.81%。
(3)第三产业
1-6月份太原县完成社会消费品零售总额117820万元,同比增长17.80%,完成全年任务的51.23虬城镇实现社会消费品零售总额的98526.2万元,同比增长18.00%;
乡村实现社会消费品零售总额的19293.8万元,同比增长16.79%□
基础设施建设逐步健全,境内北同蒲铁路、大(同)一运(城)二级公路、(大)同一太(原)公路纵贯全县,交通条件便利。
阳方口至集宁、应县至太原、太原至太原等干线公路南北贯穿县境,还有多条支线公路有县城通往各乡镇。
2012年新建、改建公路42条334.5公里,总投资13943.9万元,全县通车
里程达到1444公里,实现了农村通水泥(油)路全覆盖。
项目所在位置示意图
1.2整体规划思路
目前,太原市电力供应已出现趋紧态势;
未来,随着经济发展的刚性需求,将会出现较大的电力缺额。
此外,公用电网内可再生能源装机比例较高,但公用电网火电机组的调峰能力却明显不足,将会形成电力和调峰两缺局面。
太原市的优势和支柱产业大多为能量密集型项目,企业运行受电价影响较大,作为因能源而兴的地区,太原市产业经济的进一步发展,还亟需低电价支撑。
需要通过新增可再生能源装机,并配套建设调峰机制,尽可能降低发电成本。
采用先进定制化设备,大规模建设风电、光伏等新能源基地,提升太原市可再生电力能源比例,降低供电成本;
发展绿色供用电,未来可结合跨区绿电销售,增强源供给端。
同时配套建设超高压输电线路,制定合理的输电价格;
更可在未来打造智慧用能管控系统,利用能效监控手段,切实实现能效提升和用户节能,满足太原地区长期变化的供能需求,并获得经济、环保等方面的综合利益最大化。
打造高质量新能源供电基地。
通过智慧用能管控系统,可拓展市场化交易手段,积极探索行之有效的新能源市场化消纳机制,促进太原市可再生能源资源规模化开发,达到可再生能源高比例、高质量、低成本、市场化发展,在保障太原能源供应安全的前提下,推进能源绿色、低碳发展。
1.3项目规划必要性
(一)贯彻落实改善生态、保护环境的需要
当前,开发利用可再生能源己成为世界各国改善生态、加强环境保护、应对气候变化的重要措施。
随着经济社会的发展,我国能源需求持续增长,能源资源和环境问题日益突出,加快开发利用可再生能源己成为我国应对日益严峻的生态环境问题的必由之路。
我国政府已把可持续发展作为经济社会发展的基本战略,制定了减排目标,到2020年,单位GDP二氧化碳排放量较2005年降低40犷45虬合理开发和节约使用自然资源,改进资源利用方式,调整资源结构配置,提高资源利用率,都是改善生态、保护环境的有效途径。
风能资源、太阳能资源是能源体系的重要组成部分,具有开发潜力大、环境影响小、可持续利用的特点。
开发风能、太阳能符合国家环保、节能政策清洁能源的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗,保护生态环境,有利于人与自然和谐发展。
本项目的开发建设是积极贯彻落实习总书记绿水青山讲话精神及改善生态、保护环境的需要。
(二)实现“碳达峰、碳中和”目标的需要
长远来看,实现中国2060年前碳中和的目标任重道远。
新能源发电具有无污染,可再生、占地少、建设周期短等特点。
从节约煤炭资源和保护环境方面考虑,风电场的建设具有较为明显的经济效益、社会效益和环境效益。
为贯彻落实上述碳约束要求,太原市可紧紧围绕深化太原市可再生能源综合应用示范区建设这个主线,通过总体布局、全面规划大力发展可再生能源,利用太原市得天独厚的自然资源禀赋,早日实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。
(三)优化能源结构,提高可再生能源利用水平
《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》中提出2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%,2030年非化石能源占比提高到20%左右。
同时强调大力发展可再生能源,到2020年,力争常规水电装机达到3.5亿kW左右,风电装机达到2亿kW,光伏装机达到1亿kW左右,地热能利用规模达到5000万t标准煤。
大规模的可再生能源的发展对于实现2030非化石时一次能源消费占比意义重大。
近年来风电、光伏发电在快速发展的同时,出现了较为严重的弃风弃光现象,以新思路、新理念促进这一产业发展迫在眉睫。
储能与新能源互补在一定程度上可以消除风电、光伏出力的锯齿形波动,使其较好地在电网系统中进行消纳,减少弃风弃光。
本项目的建设,通过储能与光伏、风电互补的模式可以为其他条件相似区域的新能源消纳提供参考。
(四)实现可再生能源电力消纳和能耗双控要求
2019年,我国非化石能源占比达到15.3%,而若要实现“碳中和”的目标,可再生能源发电将是最重要的抓手。
目前,我国光伏、风电、水电装机均稳居世界第一,成为世界节能和利用可再生能源第一大国,极大优化了中国的能源结构,对中国实现能源安全、大气污染防治以及温室气体排放控制等多重目标均作出突出贡献。
通过风光储输有效结合、发挥各类电源优势、取长补短、紧密互动,不但能够为新能源提供调峰调压电源,提升新能源发电消纳能力,增加新能源应用比重,缓解“弃风、弃光、弃水”等问题,亦有利于降低火电等传统能源高污染、高耗能的程度,为优化能源结构、降低环境污染提供助力。
大力发展多能互补体系,将成为太原能源经济持续稳定高质量发展的关键。
(五)带动产业聚集和技术创新,降低用能成本
未来,依托“新能源一体化”项目建设,太原能够有效带动当地风电、光伏、储能等产业链快速发展,促进相关企业在新能源领域的科技创新,加速高端技术人才聚集,在有效支撑地方经济社会发展的同时,能够大大提升太原的知名度和影响力。
近年来太原市全社会用电负荷一直保持快速增长,太原市电源设备良好的利用水平反映了负荷持续快速增长的现状,同时也反映设备运行压力较大,电力供应已经出现趋紧态势。
为保证太原市社会经济高质量、可持续发展,迫切需要低成本、清洁电力。
太原有丰富的太阳能、风能资源,项目的开发利用,可以大量利用本地区的自然资源和人力资源,同时可以推动相关产业的发展,形成新的经济增长点,同时,又可进一步降低社会用能成本,促进经济又好又快发展。
(六)引导新能源向结合负荷侧方向发展
(1)通过和大数据集合强化灵活调节、系统支撑能力
依托“云大物移智链”等技术,进一步加强电源侧、电网侧、负荷侧、储能的多向互动,通过一体化管理模式聚合分布式电源、充电站和储能等负荷侧资源组成虚拟电厂,参与市场交易,为系统提供调节支撑能力。
以涿鹿大数据产业园负荷规模及特性为目标,整合可再生能源规模及出力特性,依托坚强电网及储能装置,实现出力特性与负荷特性拟合。
以虚拟电厂方式协调电网调度,为电网系统提供支撑。
(2)通过和大数据集合实现就地就近、稳定高效发展
增加本地电源支撑,提升电源供电保障能力、调动负荷响应能力,推进局部电力就地就近平衡,降低对大电网电力调节支撑需求;
构建多层次的电力安全风险防御体系,以坚强局部电网建设为抓手,提升重要负荷中心的应急保障能力;
降低一次能源转化、输送、分配、利用等各环节的损耗,提高电力基础设施的利用效率。
统筹资源及大数据分布情况,将太原可再生能源资源为涿鹿大数据基地提供电源支撑,大电网以后补及备用形式为逐鹿大数据中心供电,降低对大电网电量的依赖,提升大数据负荷供电可靠性。
(3)通过和大数据集合激发市场活力,引导市场预期
以国家和太原市相关规划为指导,发挥市场对资源优化配置的决定性作用,通过完善电价和市场交易机制,调动市场主体积极性,引导电源侧、电网侧、负荷侧要素主动作为、合理布局、优化运行,实现科学健康发展。
本项目可再生能源通过就地就近消纳,降低了损耗及运营成本,可为大数据负荷提供电价红利,吸引更多企业落户,新增企业负荷的增加,反向刺激可再生能源项目的发展,形成良性循环,促进可再生能源和大数据产业可持续发展。
1.4项目示范效果
(1)根据太原地区的资源、气候及其建设条件等因素,通过调整桨叶长度、轮毂高度、控制策略等措施,提高风电等效发电小时数和发电持续性,设备利用水平达到国际领先。
通过先进设备的定制化研制和使用,降低项目发电成本,一方面冲抵储能电池投资带来项目成本上升,另一方面通过电力市场化交易的方式,将新能源项目收益电价低于当前太原市燃煤标杆上网电价的价差部分用于参与支持用能电气化、清洁化项目建设和运营。
(2)通过配套建设储能电站,在调节新增可再生能源的运行同时,还可以提高太原电网的运行和调峰能力,不额外增加电网的调峰压力,在全国首先开展风电与大规模储能电池同步建设、同步运行的示范建设。
(3)示范项目实施后,不减少公用电网现有火电机组、风电和光伏发电的运行小时数,不增减外送电量以及不大幅改变外送电力的功率特性,并实现太原市电力系统整体运行水平提高同时,使太原公用电网可再生能源发电比例达到或超过世界先进水平。
通过示范项目的实施,将进一步提升可再生能源电量的比重,提前实现碳达峰,助力碳中和。
达到或超过世界最先进水平。
另外,项目建设将带动上下游产业链固定资产投资,促进太原市可再生能源产业协同,带动太原市未来经济持续高速发展。
“源网荷储一体化”侧重于围绕负荷需求开展,通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源要素,以储能等先进技术和体制机制创新为支撑,以安全、。
绿色、高效为目标,创新电力生产和消费模式,为构建源网荷高度融合的新一代电力系统探索发展路径,实现源、网、荷、储的深度协同,主要包括“区域(省)级源网荷储一体化”“市(县)级源网荷储一体化”“园区级源网荷储一体化”等具体模式。
充分发挥负荷侧的调节能力。
依托“云大物移智链”等技术,进一步加强电源侧、电网侧、负荷侧、储能的多向互动,通过一体化管理模式聚合分布式电源、充电站和储能等负荷侧资源组成虚拟电厂,参与市场交易,为系统提供调节支撑能力。
实现就地就近、灵活坚强发展。
增加本地电源支撑,提升电源供电保障能力、调动负荷响应能力,推进局部电力就地就近平衡,降低对大电网电力调节支撑需求;
构建多层次的电力安全风险防御体系,以坚强局部电网建设为抓手,提升重要负荷中心的应急保障能力;
降低一次能源转化、输送、分配、利用等各环节的损耗,提高电力基础设施的利用效率。
激发市场活力,引导市场预期。
以国家和地方相关规划为指导,发挥市场对资源优化配置的决定性作用,通过完善电价和市场交易机制,调动市场主体积极性,引导电源侧、电网侧、负荷侧要素主动作为、合理布局、优化运行,实现科学健康发展。
2区域电力系统现状
2.1电网现状
2.1.1山西省电网现状
山西电网已经成为连接华北、华东、华中三大区域电网,核心枢纽地位持续巩固,助力山西转型发展驶入“快车道”。
蒙西-晋中特高压交流工程启动送电。
该工程是华北特高压交流主网架的重要组成部分,也是“西气东送”大气污染防治的重点补强工程。
工程的建成将有效提高蒙西-天津南和榆横-潍坊两个特高压输电通道的送电能力,提高山西至河北特高压断面送电能力300万千瓦。
特高压建设稳步推进的同时,国网山西电力全力服务全省重点工程,在铁路牵引站、电厂送出、新能源送出、高速公路、煤矿双电源建设及大型项目配套供用电等省重点工程建设中不遗余力,为山西经济社会转型发展提供了可靠的电力保障。
十三五”期间,山西电网建成投产35千伏-500千伏线路8922.478公里,变电容量2987.495万千伏安。
特高压工程建设完成输电线路长度达到2545.2公里,变电(换流)容量2300万千伏安。
山西电网形成了以“三交一直”特高压混联大电网为核心,以500千伏“三纵四横”为骨干网架,220千伏分区环网运行,110千伏及以下电网等级覆盖全省城乡的供电网络格局。
山西电网作为国家“西电东送”北通道之一,“十三五”期末建成9个外送通道、18回线路,外送能力3830万千瓦。
截至目前,建成投运包括长治一南阳一荆门、蒙西一晋北一天津南、榆横一晋中一潍坊交流,雁门关一淮安直流“三交一直”在内的9个外送通道、18回线路,外送能力3830万千瓦,超过省调发电总装机的三分之一,外送特高压线路长度2545.2千米,变电(换流)容量2300万千伏安。
在刚刚投运长治特高压变电站配套电厂1000千伏送出工程基础上扩建晋北、晋中两座特高压站主变,新建吕梁一晋中、榆社一晋中等变电站互联和山西明泰等电厂“点对网”7条500千伏送出工程。
工程2022年6月30日全部竣工后可通过晋北、晋中特高压站汇集山西网内的新增电力,向京津冀等地区增加送电380万千瓦,提升山西电能整体外送能力;
可实现产业带动能力约128亿元,带动山西省经济社会持续高质量发展。
2.1.2太原市电网现状
太原境内现有四座火力发电厂,本省自用2518孙V,其中:
神头一电厂装机1370MW,神头二电厂装机1000MW,平朔电厂100MW,小火电厂48MWO可供当地使用的且接入220kV及以下电网的机组容量为718M%占当地本省自用总装机容量的28.5%o
太原地区电网主要由500kV,220kV,110kV,35kV电压等级的变电所和线路组成。
神头一厂以双回220kV线路接入220kV铺上站,220kV铺上
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