一種基于調(diào)峰平衡的風(fēng)電消納能力計(jì)算方法

一種基于調(diào)峰平衡的風(fēng)電消納能力計(jì)算方法卷,期】2023000031【總頁(yè)數(shù)】2【關(guān)鍵詞】【關(guān)鍵詞】風(fēng)電出力特性;調(diào)峰平衡1風(fēng)電出力特性討論首先選取同一電網(wǎng)中不同地區(qū)不同風(fēng)力條件下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng),采集它們的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,然后總結(jié)該電網(wǎng)中風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電出力特性。

本文以安徽電網(wǎng)為例,選取了安徽電網(wǎng)不同地區(qū)的4個(gè)風(fēng)電場(chǎng)2023年運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,討論安徽電網(wǎng)風(fēng)電出力特性。

風(fēng)電月出力特性分析1不同風(fēng)電場(chǎng)出力的相關(guān)性選取的四個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的月平均出力率如圖1所示,可以看出安徽省內(nèi)不同地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)月平均出力率的變化規(guī)律基本全都。

四個(gè)風(fēng)電場(chǎng)出力均在3月份達(dá)最大值,月平均出力為裝機(jī)容量的31~35%;4~6月份風(fēng)電出力漸漸降低,然后分別在7月份和10月份出力增加后持續(xù)下降。

從全年來看,風(fēng)電出力呈鋸齒形波動(dòng)。

2風(fēng)電出力同時(shí)率分析風(fēng)電出力同時(shí)率為風(fēng)電總的出力占風(fēng)電總裝機(jī)容量百分比,其中最大風(fēng)電出力同時(shí)率為風(fēng)電最大出力占裝機(jī)容量的百分比,每月的平均出力占裝機(jī)容量百分比稱為月平均出力同時(shí)率。

安徽省風(fēng)電場(chǎng)全年風(fēng)電月平均出力同時(shí)率和最大出力同時(shí)率如圖2所示。

從圖2可以看出,~%,其中3月份最大,9月份最小,表明安徽省風(fēng)能資源在3月最豐富。

~%,其中4月份最大,1月份最小。

因此,安徽電網(wǎng)風(fēng)電月平均出力變化與負(fù)荷變化規(guī)律具有肯定的相反性。

在3月份和4月份負(fù)荷需求較低時(shí)風(fēng)電出力處于全年最大值,在夏季和冬季負(fù)荷需求高峰時(shí)風(fēng)電出力處于低谷段。

3風(fēng)電出力概率分析依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)安徽省風(fēng)電出力進(jìn)行概率分析,,結(jié)果表明:安徽省風(fēng)電出力在其裝機(jī)容量的10%%,出力在其裝機(jī)容量的10~20%%,出力在其裝機(jī)容量的20~30%%,%,因此可以認(rèn)為安徽省風(fēng)電大部分時(shí)間運(yùn)行在其裝機(jī)容量的30%以下。

風(fēng)電日出力特性分析對(duì)安徽電網(wǎng)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知,負(fù)荷高峰分別發(fā)生在夏季7~9月和冬季12~1月,其中夏季低谷時(shí)段為4:00-7:00,冬季低谷時(shí)段為2:00-4:00。

夏季負(fù)荷低谷段任意時(shí)刻風(fēng)電出力率都在90%以下,%,發(fā)生在2023年7月5日早上6點(diǎn);冬季負(fù)荷低谷時(shí)段任意時(shí)刻風(fēng)電出力率都在80%以下276,%,發(fā)生在2023年12月31日凌晨2:50。

,。

2負(fù)荷特性猜測(cè)依據(jù)統(tǒng)計(jì)的2023~2023年安徽省年平均負(fù)荷率、日最小負(fù)荷率和最大峰谷差來看,近年并未發(fā)生大的波動(dòng),,,年最大峰谷差近年保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),各年均發(fā)生在春節(jié)期間。

中長(zhǎng)期來看,影響負(fù)荷特性進(jìn)展變化的主要因素是經(jīng)濟(jì)與用電結(jié)構(gòu)、電力需求側(cè)管理。

“十三五”期間,安徽省仍處在快速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)展階段,二產(chǎn)比重基本保持穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大的變化,推斷“十三五”安徽省負(fù)荷特性將保持穩(wěn)定。

基于上述負(fù)荷特性走勢(shì)推斷,“十三五”安徽省負(fù)荷特性將基本保持穩(wěn)定,,。

利用最大負(fù)荷和年最大峰谷差間較好的相關(guān)性,構(gòu)建二者回歸方程,猜測(cè)中長(zhǎng)期各年最大峰谷差。

3電力電量平衡和調(diào)峰平衡電力電量平衡原則1以2023年底電源裝機(jī)為基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上考慮后續(xù)機(jī)組投產(chǎn);2協(xié)議分電根據(jù)2023年迎峰度夏期間實(shí)際分電規(guī)?？紤];3風(fēng)電根據(jù)95%受阻,光伏發(fā)電根據(jù)100%受阻考慮,水電根據(jù)統(tǒng)調(diào)水電25%和非統(tǒng)調(diào)水電機(jī)組95%受阻,統(tǒng)調(diào)火電中供熱機(jī)組根據(jù)10%受阻、非供熱機(jī)組根據(jù)60萬受阻并考慮適當(dāng)增加,小火電及生物質(zhì)電廠受阻根據(jù)50%容量受阻,氣電不受阻;4直流根據(jù)10%損耗計(jì)列;5協(xié)議分電電量中核電機(jī)組7000、抽蓄800、生物質(zhì)4000、風(fēng)電1500、太陽(yáng)能1000、統(tǒng)調(diào)水電2000、非統(tǒng)調(diào)水電1000、氣電2000、區(qū)外特高壓分電4000計(jì)算;6當(dāng)年迎峰度夏前投產(chǎn)火電機(jī)組按一半容量計(jì)算利用小時(shí)數(shù)。

依據(jù)上述負(fù)荷猜測(cè)和規(guī)劃裝機(jī),可作出電網(wǎng)電力平衡表和電量平衡。

調(diào)峰平衡原則1依據(jù)負(fù)荷實(shí)際資料,估算月最大負(fù)荷和日最小負(fù)荷率;2只考慮省內(nèi)平衡,取全省全社會(huì)最大負(fù)荷,只計(jì)省內(nèi)平衡機(jī)組和省外協(xié)議電源分給本省的容量;3常規(guī)水電調(diào)峰容量:冬季只考慮統(tǒng)調(diào)機(jī)組按裝機(jī)容量的30%參加調(diào)峰;其余月份的調(diào)峰容量按統(tǒng)調(diào)機(jī)組裝機(jī)容量的80%、6000以上非統(tǒng)調(diào)機(jī)組裝機(jī)容量的20%考慮;4抽蓄調(diào)峰容量:,;5氣電調(diào)峰按裝機(jī)容量的50%考慮;6統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組的調(diào)峰力量:300級(jí)及以上燃煤機(jī)組的調(diào)峰力量按50%考慮,300級(jí)以下不考慮調(diào)峰力量,經(jīng)加權(quán)平均計(jì)算得到燃煤機(jī)組綜合調(diào)峰力量。

根據(jù)上述平衡原則,可作出下面的電網(wǎng)調(diào)峰平衡表,從而計(jì)算出電網(wǎng)盈余的調(diào)峰容量。

4風(fēng)電消納力量分析本報(bào)告利用安徽電網(wǎng)的調(diào)峰力量來分析安徽電網(wǎng)消納風(fēng)電的力量。

將低谷方式風(fēng)電的最大出力率定義為風(fēng)電的反調(diào)峰率。

電網(wǎng)消納風(fēng)電的力量可用下式反映:電網(wǎng)可消納風(fēng)電的力量=電網(wǎng)盈余調(diào)峰容量風(fēng)電反調(diào)峰率通過設(shè)計(jì)水平年的電網(wǎng)調(diào)峰容量平衡分析,得出電網(wǎng)調(diào)峰容量的盈余狀況,即電網(wǎng)全部運(yùn)行機(jī)組剩余的調(diào)峰力量。

當(dāng)風(fēng)電反調(diào)峰率等于1時(shí),電網(wǎng)盈余的調(diào)峰容量就是電網(wǎng)可接納風(fēng)電的最大容量。

當(dāng)風(fēng)電反調(diào)峰率小于1時(shí),在電網(wǎng)盈余調(diào)峰容量不變的狀況下,電網(wǎng)可接納的風(fēng)電容量將增加。

依據(jù)前文分析結(jié)論,,。

5安徽省風(fēng)電消納適應(yīng)性分析其他可再生能源發(fā)電消納對(duì)風(fēng)電消納的影響分析光伏電站僅白天出力,晚上出力為0。

安徽省夏季和冬季負(fù)荷高峰均發(fā)生在晚上,光伏發(fā)電對(duì)負(fù)荷沒有削峰填谷作用,不具備調(diào)峰力量,也不需要電網(wǎng)新增調(diào)峰容量。

依據(jù)生物質(zhì)電廠發(fā)電出力特性可以看出,生物質(zhì)電廠出力特性與常規(guī)火電類似,運(yùn)行穩(wěn)定、出力調(diào)整性能好,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰造成壓力,且在必要時(shí)還可以參加調(diào)峰。

因此從全省調(diào)峰容量角度考慮,在中長(zhǎng)期內(nèi)光伏和生物質(zhì)發(fā)電不影響安徽省風(fēng)電消納。

邊界條件變化對(duì)風(fēng)電消納的影響分析火電深度調(diào)峰若考慮火電深度調(diào)峰,則存在如下問題:①深度調(diào)峰時(shí)脫硫脫銷設(shè)備無法投入,不滿意環(huán)保要求;②深度調(diào)峰對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有較大影響;③深度調(diào)峰不滿意調(diào)度協(xié)議中關(guān)于機(jī)組出力的規(guī)定。

因此,需依據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行狀況打算是否考慮火電深度調(diào)峰。

核電建設(shè)容量考慮將來對(duì)清潔能源需求比例的增加,將來核電可能會(huì)加快進(jìn)展,由于核電機(jī)組基本不具備調(diào)峰力量,因此核電裝機(jī)規(guī)模的大小對(duì)調(diào)峰容量平衡將產(chǎn)生較大的影響。

反調(diào)峰率變化隨著風(fēng)電資源的進(jìn)一步開發(fā),風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大,風(fēng)電反調(diào)峰作用可能加劇。

同時(shí)隨著對(duì)風(fēng)電出力特性的深化討論和技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)風(fēng)電的猜測(cè)力量有望增加,也有望使風(fēng)電出力的隨機(jī)性減弱。

因此,在進(jìn)行調(diào)峰計(jì)算時(shí)應(yīng)依據(jù)電網(wǎng)實(shí)際狀況調(diào)整反調(diào)峰率。

6結(jié)論和建議本文僅介紹了從調(diào)峰平衡的角度計(jì)算風(fēng)電消納力量的方法,在實(shí)際運(yùn)行中還要考慮其他限制因素。

風(fēng)電的反調(diào)峰特性不僅將增加電網(wǎng)調(diào)峰的難度,風(fēng)電出力波動(dòng)大、掌握難的特點(diǎn)也將對(duì)電網(wǎng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響,同時(shí)考慮到火電機(jī)組調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性要求,本計(jì)算方法得出的風(fēng)電消納力量結(jié)果是相對(duì)樂觀的。

通過以下方法,可以提高電網(wǎng)的風(fēng)電消納力量:1加強(qiáng)需求側(cè)管理,改善安徽省電網(wǎng)負(fù)荷特性,減小峰谷差。

通過制定合理的電價(jià)政策,例如在發(fā)電側(cè)和用電側(cè)均建立峰谷電價(jià)甚至分時(shí)電價(jià)等,加強(qiáng)高峰時(shí)段風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的電力支撐,同時(shí)鼓舞用戶使用低谷電力,以改善負(fù)荷曲線,減小峰谷差,從而減輕系統(tǒng)的調(diào)峰壓力,促進(jìn)新能源消納。

2依據(jù)各地區(qū)的負(fù)荷特性和資源條件,并結(jié)合電網(wǎng)進(jìn)展規(guī)劃,優(yōu)化布置新能源開發(fā)規(guī)模和時(shí)序;同時(shí)加快新能源外送通道建設(shè),加強(qiáng)地區(qū)電能送出,強(qiáng)化電網(wǎng)各通道之間聯(lián)系,完善送電平臺(tái),完善輸配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高綜合輸送電力量和牢靠性。

3加強(qiáng)跨區(qū)電網(wǎng)間的聯(lián)系。

利用不同區(qū)域的負(fù)荷特性差異,可以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)時(shí)