合理棄風(fēng)的風(fēng)電消納方法

基于合理棄風(fēng)的風(fēng)電消納能力分析模型流程圖，如圖4所示。

圖中Twind為電網(wǎng)剩余調(diào)峰能力，即電網(wǎng)調(diào)峰盈虧，該調(diào)峰能力可用于抑制風(fēng)電場出力的不確定性及波動性，其大小與系統(tǒng)風(fēng)電消納能力關(guān)系密切負(fù)荷低谷時段風(fēng)電有效出力曲線L:縱坐標(biāo)為風(fēng)電有效出力率，橫坐標(biāo)為風(fēng)電有效出力率的概率值，此曲線反映了系統(tǒng)處于負(fù)荷低谷時期風(fēng)電場的出力特性，同時，隨著統(tǒng)計數(shù)據(jù)的增多此曲線變化趨勢基本恒定;S為風(fēng)電裝機(jī)容量增量。

在給定初始風(fēng)電裝機(jī)S0后，隨著裝機(jī)容量的增長(本文步長選擇5MW)，風(fēng)電有效出力比例會下降，同時有效棄風(fēng)面積也增大，如果不棄除上述有效棄風(fēng)面積，則需要增強(qiáng)系統(tǒng)的調(diào)峰能力，即增加系統(tǒng)調(diào)峰投資因此，本文風(fēng)電消納方法以調(diào)峰投資與棄風(fēng)電量損失價值間的差額作為經(jīng)濟(jì)杠桿，判斷是否繼續(xù)增加風(fēng)電裝機(jī)容量由風(fēng)電有效出力曲線可以看出，隨著風(fēng)電有效出力率的降低，有效棄風(fēng)面積越來越大，當(dāng)調(diào)峰投資與棄風(fēng)電量損失價值相等時，則達(dá)到收斂條件。

算例分析

以東北某區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)電出力歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)，在風(fēng)電不參與系統(tǒng)調(diào)峰的情況下，對2015年與2020年系統(tǒng)所能消納風(fēng)電的能力進(jìn)行研究與計算。考慮到東北地區(qū)冬季供暖期系統(tǒng)調(diào)峰壓力大且風(fēng)電消納最為困難，故選取冬季供暖期(本文選取當(dāng)年11月、12月以及次年的1月和2月四個月)內(nèi)每日23點至次日凌晨4點的數(shù)據(jù)為研究對象進(jìn)行研究分析

１東北地區(qū)風(fēng)電特性分析

通過MATLAB對風(fēng)電出力數(shù)據(jù)進(jìn)行極差歸一化處理后的數(shù)據(jù)與繪制頻數(shù)直方圖，如表1及圖5、6所示：

２東北地區(qū)調(diào)峰平衡方式

對2015年和2020年東北某區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰平衡時，對新增火電機(jī)組按3種方式進(jìn)行考慮。

方式1:對新增300MW及以上常規(guī)煤電機(jī)組常規(guī)調(diào)峰時的最小出力率按60%考慮。

方式2:根據(jù)東北網(wǎng)調(diào)的現(xiàn)運行情況，新增300MW及以上常規(guī)煤電機(jī)組常規(guī)調(diào)峰時的最小出力率按50%考慮。

方式3:對新增300MW及以上不足600MW常規(guī)煤電機(jī)組常規(guī)調(diào)峰時的最小出力率按50%考慮，600MW及以上常規(guī)煤電機(jī)組常規(guī)調(diào)峰時的最小出力率按40%考慮。

３東北某區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)電消納能力計算

對所建立模型中的負(fù)荷低谷時段數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析得到統(tǒng)計計算結(jié)果與數(shù)據(jù)曲線，如圖7、圖8所示。

根據(jù)風(fēng)電特性分析的相關(guān)結(jié)論，并參考東北調(diào)峰平衡情況(其中沒有調(diào)峰裕度的方式認(rèn)為無法消納風(fēng)電)，對2015年和2020年東北某區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)電不參與調(diào)峰時消納能力進(jìn)行計算分析計算時，供熱機(jī)組采用10%的容量進(jìn)行調(diào)峰，火電機(jī)組尖峰出力同時率取97%，其它電源調(diào)峰采用40%的容量進(jìn)行;備用容量取負(fù)荷備用及旋轉(zhuǎn)備用均為4%得到至2015年與2020年本區(qū)域風(fēng)電消納能力如表2和表3所示。

結(jié)語

針對風(fēng)電的出力特性，本文首先從統(tǒng)計學(xué)的角度對歷史風(fēng)電出力的大數(shù)據(jù)進(jìn)行了挖掘分析，得到了風(fēng)電的分布特性與反調(diào)峰特性;在此基礎(chǔ)上，提出以風(fēng)電場棄風(fēng)與系統(tǒng)調(diào)峰投資為約束，利用系統(tǒng)低谷負(fù)荷時的合理棄風(fēng)來提高風(fēng)電的整體消納能力的理論研究方法。最后，利用所建立的消納模型以東北某區(qū)域電網(wǎng)為例進(jìn)行了相關(guān)計算，并得到了2015年與2020年在三種不同調(diào)峰平衡方式下的風(fēng)電消納能力與棄風(fēng)比例。本文所建立的模型與計算結(jié)果以期能為東北地區(qū)的風(fēng)電規(guī)劃與建設(shè)工作提供參考。