水—火—風互補發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置問題研究.pdf

1、面對人類社會優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和促進可持續(xù)發(fā)展的需求,近年來風電等可再生能源得到大力發(fā)展,與此同時,風電的接入也給發(fā)電系統(tǒng)帶來了巨大挑戰(zhàn)。這是由于風電具有“大風大電、小風小電,風速高于切出風速或低于切入風速時又迅即停電”的特性,這種極為明顯的不確定性和間歇性應(yīng)予特別關(guān)注。目前我國已建和在建的大型風電基地大多位于“三北”地區(qū),這些地區(qū)風電脫網(wǎng)事故頻發(fā),給電力系統(tǒng)的安全可靠運行帶來了十分嚴重的影響。因此,當前急需對風電接入發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)問題進行研

2、究。雖然國內(nèi)外對此類問題的研究已經(jīng)取得了一定的成果,但仍具有片面性,還有待進一步完善。今提出“水—火—風互補發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置問題研究”一文,具體內(nèi)容包括:
　　(1)本文指出了含風電互補發(fā)電系統(tǒng)有功平衡的若干關(guān)鍵問題并結(jié)合我國實際情況提出相關(guān)建議。我國電源結(jié)構(gòu)以煤電為主,電力系統(tǒng)中缺乏調(diào)峰電源,主要依賴煤電機組深度壓負荷調(diào)峰,其壓負荷運行幅度最高可達約60％,雖能起到調(diào)峰作用,但代價很大。從長遠來看,為改善電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力

3、,應(yīng)逐漸減小煤電機組壓負荷運行的幅度,與此同時,增加各種類型的調(diào)峰性能較好的電源和各種蓄能蓄電設(shè)施。應(yīng)該在保持我國現(xiàn)有6個大型區(qū)域電網(wǎng)基本格局的同時,進行區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián),還可考慮與國外電網(wǎng)進行互聯(lián),提高風電跨網(wǎng)消納能力?？梢栽诎l(fā)電側(cè)通過風電場出力預(yù)測和限出力運行等手段優(yōu)化調(diào)度安排,提高發(fā)電系統(tǒng)可靠性?？紤]到“三北”地區(qū)水電基地、煤炭基地、煤電基地和風電基地在地理位置上接近或重合,應(yīng)促進水電—火(煤)電—風電區(qū)域互補開發(fā)格局的形成,這

4、不僅有助于實現(xiàn)風電遠距離消納,而且可以提高輸電通道的利用率并降低輸電成本。
　　(2)本文針對火電機組—風電場互補發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置問題進行了研究。根據(jù)已有的風資源資料進行統(tǒng)計分析,結(jié)合風力發(fā)電機的功率特性曲線,得出風電場的出力—概率特性,而后將風電場模型與多狀態(tài)火電機組模型進行耦合,建立火—風互補發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學模型。在確定優(yōu)化目標的基礎(chǔ)上,首先對該數(shù)學模型進行可靠性計算,而后將技術(shù)經(jīng)濟學相關(guān)理論應(yīng)用于對該模型進行經(jīng)濟評價,最終

5、得到優(yōu)選方案。此外,本文還說明了若干風電場風資源條件與互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電保證率之間的關(guān)系。
　　(3)本文針對水電機組—火電機組—風電場互補發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置問題進行了研究。應(yīng)用水電機組對負荷持續(xù)曲線進行修正相當于起到調(diào)峰的效果。文中應(yīng)用能量受限的水電機組對原始的負荷持續(xù)曲線進行容量和能量修正,而后引入火電機組和風電場,得到水—火—風互補發(fā)電系統(tǒng)模型。在確定優(yōu)化目標的基礎(chǔ)上,分別對該模型進行了可靠性計算和經(jīng)濟性分析,指出了模型的