風(fēng)電消納能力概率性評(píng)估
一、為什么要進(jìn)行風(fēng)電能力評(píng)估?
我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速,截至2014年底風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)100gw,但棄風(fēng)問(wèn)題十分嚴(yán)峻,2014年棄風(fēng)電量為13tw·h,折合經(jīng)濟(jì)損失65余億元。與此同時(shí),中國(guó)政府承諾于2020年風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)200gw,需要在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)大力發(fā)展風(fēng)電。一個(gè)科學(xué)合理的風(fēng)電規(guī)劃對(duì)于減緩風(fēng)電棄風(fēng)問(wèn)題與維持風(fēng)電的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,而風(fēng)電消納能力的評(píng)估結(jié)果可以作為風(fēng)電規(guī)劃的有力依據(jù)。
二、影響風(fēng)電消納能力的因素有哪些?
影響風(fēng)電消納能力的主要因素可以概括為四個(gè)方面:發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)以及機(jī)制政策。發(fā)電側(cè)的影響因素包括風(fēng)電場(chǎng)的出力特性、系統(tǒng)的裝機(jī)結(jié)構(gòu)、常規(guī)機(jī)組的調(diào)節(jié)能力、系統(tǒng)的備用能力、系統(tǒng)的調(diào)頻能力等;電網(wǎng)側(cè)的影響因素包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及輸電線路傳輸容量極限;用戶側(cè)的影響因素主要包括負(fù)荷的峰谷特性以及需求側(cè)響應(yīng)能力等;機(jī)制政策主要包括風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)、風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電補(bǔ)貼政策等。這些因素的綜合作用,共同決定了電力的風(fēng)電消納能力。本文主要考慮技術(shù)層面的因素,在風(fēng)電消納能力評(píng)估過(guò)程中可綜合考慮多因素的影響。
三、如何進(jìn)行風(fēng)電消納能力概率性評(píng)估?
風(fēng)電消納能力評(píng)估方法可分為確定性方法與概率性方法兩種。確定性方法通過(guò)設(shè)定若干典型運(yùn)行方式、建立邊界條件場(chǎng)景庫(kù)的方式來(lái)對(duì)風(fēng)電消納能力進(jìn)行評(píng)估,旨在研究典型或極端情況下系統(tǒng)消納風(fēng)電的能力大小;概率性方法關(guān)注于系統(tǒng)內(nèi)的不確定性要素對(duì)風(fēng)電消納能力的影響,得到概率性的風(fēng)電消納能力評(píng)估結(jié)果。
在給定允許棄風(fēng)容忍度時(shí),本文將風(fēng)電消納是否成功看作隨機(jī)事件。首先,基于風(fēng)電出力特性分析結(jié)果進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)出力運(yùn)行模擬,生成風(fēng)電出力場(chǎng)景庫(kù);然后,將風(fēng)電出力場(chǎng)景庫(kù)與系統(tǒng)負(fù)荷場(chǎng)景庫(kù)組合生成系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景;進(jìn)一步,對(duì)各系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模擬,在模擬中考慮多影響因素的約束;最后,通過(guò)統(tǒng)計(jì)所有系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景的風(fēng)電消納情況,可以得到最終的概率性風(fēng)電消納能力評(píng)估結(jié)果。
四、該方法具有哪些優(yōu)點(diǎn)?
該方法可以綜合考慮與風(fēng)電消納相關(guān)的多種因素,主要有調(diào)峰能力、調(diào)頻能力、負(fù)荷跟蹤能力、旋轉(zhuǎn)備用能力和網(wǎng)絡(luò)輸送能力,能夠?qū)︼L(fēng)電消納能力進(jìn)行概率性的多維度評(píng)估,通過(guò)取舍考慮的影響因素找出制約風(fēng)電消納的短板因素。另外,本文提供了一個(gè)具有通用性的風(fēng)電消納能力評(píng)估框架,電力系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)自身特點(diǎn),對(duì)約束條件進(jìn)行靈活取舍。
五、基于多場(chǎng)景運(yùn)行模擬的風(fēng)電消納能力評(píng)估效果如何?
本章采用基于新英格蘭電力系統(tǒng)簡(jiǎn)化而得到的ieee39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行算例分析,系統(tǒng)內(nèi)的兩臺(tái)機(jī)組分別由兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)取代,風(fēng)電裝機(jī)容量分別為804mw和933mw。運(yùn)行模擬的約束條件分為如下幾類(lèi):基本約束(bc)、調(diào)峰約束(prc)、調(diào)頻約束(frc)、備用約束(http://hvdc.chinapower.com.cn/membercenter/personarticleimages/10/10390/10390043_1.jpg hspace=5 vspace=5>
case1調(diào)整風(fēng)電出力水平,調(diào)整因子的范圍是0.6~1.4,步長(zhǎng)為0.2,調(diào)整方式是在原風(fēng)電出力值基礎(chǔ)上乘以調(diào)整因子作為新的風(fēng)電出力,用以模擬風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的變化,評(píng)估結(jié)果如圖1所示,從圖中可見(jiàn),隨著風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的提高,風(fēng)電消納概率也相應(yīng)下降,且下降速度隨風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的提高而增大;從放大圖中能夠看出,當(dāng)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模不同時(shí),制約風(fēng)電消納的關(guān)鍵因素也不同,具體而言,在調(diào)整因子為0.6時(shí),http://hvdc.chinapower.com.cn/membercenter/personarticleimages/10/10390/10390043_2.jpg hspace=5 vspace=5>
圖2展示了case1運(yùn)行模擬的平均棄風(fēng)情況,從圖中可以看出,當(dāng)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模較低時(shí),各因素約束下的平均棄風(fēng)電量差別不大、都較低;當(dāng)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模較高時(shí),gtc制約風(fēng)電消納的平均棄風(fēng)電量最高,同時(shí),frc平均棄風(fēng)電量最低。
case2分別將棄風(fēng)容忍度與風(fēng)電出力水平作為分析的第一與第二維度,對(duì)第三維度的風(fēng)電消納概率進(jìn)行分析,結(jié)果如圖3所示,當(dāng)棄風(fēng)容忍度為5%時(shí),即能保證風(fēng)電消納概率在85%以上。
責(zé)任編輯:售電小陳
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