《含风电场电力系统调峰对策综述(共8页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含风电场电力系统调峰对策综述(共8页).doc（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上含风电场电力系统调峰对策综述摘要：随着风电的快速发展，电力系统的调峰面临着前所未有的巨大考验。本文首先介绍了我国现阶段所面临的调峰困难，然后分析了风电大规模并网对电力系统调峰造成的影响。最后，列出了国内外现阶段比较流行的调峰对策并进行了一定的分析，并进行总结和提出建议。关键词：风电并网；负荷特性；调峰能力；调峰对策0 引言 风电是用之不竭的绿色能源，它在未来对抗全球气候变化中将发挥重要作用，目前全球风电产业发展令人振奋。我国风电发展潜力巨大，政府出台了中华人民共和国可再生能源法和相关规划，同时出台了风电优惠价格政策等措施，为风力发电及其相关设备制造产业发展创造了良好的
2、政策环境。然而，风电由于其随机性和间隙性，无法提供有效的可调发电容量，有时甚至需要系统为其提供备用以平衡其功率的实时变化。与欧洲许多国家的风电采用分布式并网方式不同，我国通常将大量风电机组集中并网，形成容量几十万甚至上百万千瓦的风电场。这种大规模集中并网方式使得我国电力系统面临有功冲击的可能性要比欧洲许多国家大得多，调峰所面临的压力也更为严峻。另外，风电消纳困难的主要原因也是电力系统调峰能力无法满足大规模风电出力的波动，导致负荷低谷时段不得不切除部分风电。因此，寻找出一套合理可行的含风电场电力系统的调峰对策显得尤为重要。 基于以上认识，本文在阐述风电并网对系统调峰影响的基础上，通过综述国内外在
3、含风电场电力系统（Power System Containing Wind Farms，PSCWFs）调峰领域的研究现状，归纳出当前主要采取的调峰对策，并对每一类对策进行了分析和讨论，最后提出了一些建议。1 风电并网对电力系统调峰的影响风电并网前，电力系统的调峰容量是基于某典型日的负荷预测来设置的。容量的大小可表述为： 式中，Ps1风电并网前，系统所需的调峰容量，为该典型日的峰谷差，为预测年统调口径最高负荷，k为常数（取值大小与电网本身因素有关）。风电并网后，将风功率看作“负”的负荷，此时电力系统的调峰容量 Ps2 = Ps1 + Pwind.max - Pwind.min 由上式可知，风电大
4、规模并网发电后，由于风电出力的随机性，系统需要增加调峰容量。 风力发电接入电网运行对电力系统的影响是多方面的。风力发电接人电网后，电力网络由一个放射状网络变为一个遍布电源、和用户互联的网络。 电力系统的调峰能力主要由电源、负荷等特性所决定。系统在风电大规模并网后特性发生了较大的变化，所能提供的调峰能力势必会做相应的调整。风电并网运行之前，电网的调峰任务主要是在满足必要的安全预度的前提下，应对系统负荷波动。风电大规模并网运行后，其随机性、间歇性，将给电网安排运行方式、系统调峰带来较大影响，需考虑风电出力特性，常规电网装机水平制约，系统负荷特性等多方面因素。如果并网风电超过电网可为风电提供的调峰极
5、限，电网将难以平衡风电出力，从而造成频率越限，严重时将导致电网解列。 另外，风电场的日出力与负荷变化规律是相反的，一般在电网高峰负荷时段(白天)，风电场由于风力缺乏使得出力较低；而电网低谷负荷时段(夜晚)，风电场由于风力丰富使得出力较高，从而使得电网的等效负荷峰谷差加大。大规模风电并网后，由于风电出力反调峰特性，将进一步加大电网的调峰难度。2 含风电场电力系统调峰对策2.1 调整电源结构 改善电网电源结构，增加调峰电源容量,如抽水蓄能、水电、燃气电站等。其中，抽水蓄能电站是削峰填谷的最佳调峰电源，可以显著提高电网调峰容量、增加风电接入容量；燃气机组启动较快，可以满足风电出力变化对电网调峰的要求
6、。另外，应尽量减少供热机组所占的比重。 优化火电机组调峰能力，对即将投产运行的火电机组的调峰能力进行规划；对已经投产运行的大中型火电机组，要求调峰能力保证实现60的额定出力；开发供热机组在供热期内的调峰能力，逐步实现以热定电，使其在供热期间也具备一定的调峰能力。 缓解含风电场电力系统调峰压力的另外一种常见措施是将光伏发电和储能设备中的一种或几种与风电构成互补能源系统后，再向电网输出稳定而可控的有功功率。 然而，如果单一从调整电源结构以满足含风电场的电力系统调峰要求，显然是不经济合理的。 2.2 提高风电功率预测水平 众所周知，风功率预测对于含有大量风电的电力系统调峰有着至关重要的参考依据。分析
7、电网调峰能力时，风电并网后的电网负荷特性是基础，因此使用准确的预测风电出力特性尤为重要。此外，随着风电装机容量的增加，风电功率预测对于调度安排系统的发电计划、保证电力系统的安全稳定运行、降低备用容量和运行成本以及对电力市场进行有效的管理等都具有重要意义。 受气象数据以及预测模型准确性等因素的影响，任何一套预测系统的预测结果总是存在一定的误差。在当前风电大规模并网发电的背景下，风功率的预测误差仍十分可观，对于PSCWFs需要进一步考虑其他调峰对策。2.3 风功率控制 风力发电机组的输出功率主要受三个因素的影响：风能、发电机的功率曲线和发电机对变化风速的响应能力。因此，从风轮叶片结构到传动机构，到
8、发电机及其控制方式、电力电子装置，甚至电网方面的一些特征参数都会影响到风电的质量。 目前，比较流行的是通过控制桨距角或调整功率-转速最优曲线来减少部分风电机组的有功输出，以留作备用功率。当系统频率降低时，风电机组就可以通过调节桨距角或机组有功功率参考值，增加有功输出，进而参与整个电力系统的调峰。 无论是限制风电出力的变化率，还是对风电机组的控制策略进行改进，均一定程度上缓解了PSCWFs的调峰压力。但是，由于上述风功率控制方法是以舍弃可利用的风能资源或调用风电机组的转子动能为代价来实现的，因此不具备广泛的经济性和实用性。此外，当风速骤降（或风向突变）而导致风功率迅速降低时，控制风功率是无法缓解
9、系统调峰压力的。2.4 改善电网负荷特性 提升整个电网的负荷规模，优化负荷结构，降低负荷峰谷差。无论是电网供电负荷还是发电负荷，负荷峰谷差越小，日最小负荷率越大，电网调峰能力越大，电网接纳风电装机容量越多。例如，缩小电网外送电峰谷差，可降低电网负荷变化幅度，实现电力平稳外送，提高电网调峰能力，增加电网接纳风电装机的容量。随着风电并网规模增大，风电对电网负荷特性的影响加大，电网负荷峰谷差恶化。从改善负荷特性的角度看，应加强需求侧管理，根据风电出力情况对负荷进行控制，引导社会节约用电、合理用电，从而达优化负荷特性，提高电网调峰能力的目的，这也有利于提高全网的综合经济效益、提高电网运行的安全、稳定性
10、。 由于电网负荷特性受到许多不确定因素的影响，同时是一个长期不断完善的过程，因此改善电网负荷特性不能成为有效地缓解PSCWFs的调峰压力，现阶段能够发挥的效用相当有限。2.5 系统可控备用调度 当系统有功功率出现不平衡时，调度部门一般会首先调整机组的有功出力。当调整机组有功出力无法获得预期效果时，将会采取其他可控备用调度手段，如可中断负荷。由于调峰机组的响应是有一定时间延迟的，故即使不计成本地建设了大量充裕的调峰机组，这些机组是否能够实时响应PSCWFs的调峰要求仍然存在较大的不确定性。此外，大规模风功率的随机变化很可能会导致调峰机组出现重复投运和切除的操作，会严重危及这些机组的安全。因此，仅
11、仅依靠增加电源侧调峰机组来解决PSCWFs的调峰问题，是比较困难的。 同时，风电并网规模的不断扩大，使得系统出现有功功率不平衡现象的概率大为增加，这使得可中断负荷参与系统调峰的意义非常重大。一方面，调度部门通过与用户签订合同，可获得足够多的满足系统调峰容量要求的可中断负荷量，这远比建设大量调峰机组要经济得多。另一方面，常规调峰机组的响应速度不一定能够满足风功率突变的要求，而可中断负荷的切除速度要比常规调峰机组的响应速度快得多，完全有能力跟踪风功率的实时变化。可中断负荷参与系统调峰，可以实现以较小的经济代价维持电力系统有功供需平衡，为缓解PSCWFs的调峰压力开辟了一条市场化新道路。 由于调度系
12、统可控备用是从电网侧来缓解PSCWFs调峰压力的，故风电的随机性将导致风功率送出线路的输送功率大幅度变化，进而引起线路充电功率的大起大落，这就要求电网必须具备足够多的感性和容性无功调节能力，以实现电网的电压稳定。此外，由于可中断负荷的控制精度不高，过控（或欠控）程度较严重，故可中断负荷与系统备用机组之间的协调也需要进一步深入研究。2.6 微调收购政策，适度弃风 如今，我国相关政策保证风电“绝对”收购，从调峰角度看就意味着要满足“所有可能出现的小概率下”的系统调峰需要。具体讲，就是满足电力系统峰谷差率最大日的低谷时段风电出现100出力（即100%反调峰）的极端小概率情况，这必须建设足够多的调节电
13、源才能得以实现。当系统中的风电规模逐步加大时，低谷方式下允许适度弃风运行（即允许风电参与系统调峰）是有利的。而且，弃风事件的发生概率不会太大，弃风的总电量有限，切除风电量一般不会超过其总发电量的1。 “绝对”收购政策无疑促进了风电的快速发展，同时却造成了PSCWFs的巨大调峰困难。允许适度（少量）弃风可使系统调峰压力大为缓解，尤其在调峰能力不足或抽水蓄能电站建设条件不理想的系统中，适度弃风可大大减少调峰电源配置的尖峰需求，是解决调峰问题的有效手段。因此，建议我国在“风电全额收购”的框架下进行政策微调，充分考虑电力系统多样性，允许因地制宜、因网制宜的适度(少量)弃风。结论 随着风电并网的规模不断
14、加大，含风电场电力系统的调峰问题已经无法忽视。本文综述了国内外当前主要采取的调峰对策，具有一定的借鉴意义。另外，鼓励有偿调峰会有效调动广大发电企业的调峰积极性，使调峰能力好、参与调峰积极的发电厂得到奖励，从而可以达到全网经济调峰的效果。同时，建议电力系统结合具体情况从电网和风电场2个方面采取适当的控制措施,减轻电网调峰的压力,保证电力系统经济稳定运行，提高电网接纳风电装机的能力,促进风电持续健康发展。参考文献1. 魏磊，张琳，姜宁，于广亮.包含风电的电力系统调峰能力计算方法探讨J.电网与清洁能源，2010, 26(8)2. 李锋, 陆一川. 大规模风力发电对电力系统的影响J.中国电力, 200
15、6, 39(11)3. 郭健.大规模风电并入电网对电力系统的影响J.新能源发电控制技术, 2010, 32(1)4. 李有亮，高山.风电并网后大电网充裕性评估研究现状与展望J.华东电力， 2011，39(3)5. 田晓军，刘勇，夏保安.风电出力特性研究J.河北省科学院学报，2010，12(4)6. 白雪飞，王丽宏，杜荣华.风电大规模接入对蒙西电网调峰能力的影响J.内蒙古电力技术，2010, 28(1)7. 张谦，李琥，高松.风电对调峰的影响及其合理利用模式研究J.南方电网技术， 2010, 4(6)8. 马敏.风电接入对电网暂态稳定性及调峰能力的影响研究D.华北电力大学，2011，39. 杨宏，刘建新，苑津莎.风电系统中常规机组负调峰能力研究J.中国机工程学报，2010,30(16)10. 袁越，周建华，余嘉彦.含风电场电力系统调峰对策综述J.电网与清洁能源, 2010, 26(6)11. 王健 ，严干贵 ，宋薇 ，穆钢.风电功率预测技术综述J.东北电力大学学报, 2011, 31(3)12. 张磊，朱银磊，杨磊，王维，贺楠.电网经济调峰问题研究J.电力系统装备，2011(8)专心-专注-专业