本文发表在《全球能源互联网》2022年第1期“以新能源为主体的新型电力系统关键技术与装备”专题，欢迎点击品读。受国家电网有限公司科技项目（5700-202014195A-0-0-00）资助。

“三北”地区凭借其风力资源优势，有望再次成为风电开发热点区域。但“三北”地区纬度高，易受低温天气影响，随其风电装机占比的不断增加，低温天气导致风电停运的容量可能大大增加，进而影响系统的电力平衡。近年来，国内外均记录到低温天气导致风电大规模非计划停运的事件，其中低温触发风电机组低温保护动作是我国近几次风电大规模停运的主因。气象学领域的学者已对中国日最低气温的规律做了较为全面和详细的统计分析，但面向风电低温停运的低温事件的统计分析研究工作还较少。本文统计分析了我国低温天气对风力发电停运容量影响的时空规律，可为未来高比例可再生能源电力系统的规划和运行提供参考。

1）结合全国2481个地面气象站点历史48年（1970—2017年）的气温观测数据、我国实际风电场分布数据以及风电机组低温保护设定，实现了低温影响下风电停运容量的长时间尺度和大空间范围估算，使得统计结果具有说明意义；

2）对全国及分省份情况，统计分析了低温事件发生频率、单次低温事件的持续时间、气温反复穿越阈值的次数、低温影响的国土面积和风电停运容量等指标的时空变化规律。

近年来，寒潮低温天气对风力发电的影响受到广泛关注，但是鲜有对低于风电机组运行温度下限的低温天气及其影响进行统计分析的研究，本文的统计分析工作弥补了这一问题，主要结论包括：

（1）低于-30 ℃的低温事件从整个时间轴上看是小概率事件，但在北方许多省份几乎年年发生。全国范围来看，12月至次年2月是低温事件的高发期，受影响范围较大，停运容量也较大。

（2）由于寒潮天气影响往往跨越很大的空间尺度，不需要空间分辨率非常高的气温预测量，即可以对风电停运容量有较为准确的估计，说明在实际工程中，只要能够把低温触发风电机组停运的动作逻辑考虑到常规风电功率预测中，就能够实现风电机组低温停运的容量预警。

（3）由于寒潮天气影响跨度大，而风电场空间分布聚集性强，一旦气温低于最低运行温度，总停运容量往往较大。

⬇ 表1 各受影响省份风电停运容量占全省总装机容量比例的平均值和最大值

（4）气温低于-30 ℃的持续时间一般只持续数小时，在这段时间内风电可能遭遇大规模脱网而后并网的过程，快速的功率变化可能给电力平衡带来极大冲击。

（5）大容量停运事件的发生频率虽然相比小容量停运事件的发生频率低很多，但从电网运行风险的角度二者可比，大影响小概率的低温天气过程不可忽视。

（6）停运容量的尾部分布衰减微弱，数年一遇的常态低温事件可能同数十年一遇的低温事件对风电发电能力的影响差别不大。