舒印彪等：新能源消納關鍵因素分析及解決措施研究

4.2 新能源消納措施生產模擬

依托新能源消納時序生產模擬系統,對4.1節提出的消納措施進行生產模擬[14-15]。與消納空間理論分析相比,時序生產模擬更接近實際電網真實運行情況,能夠反映各子系統間網絡約束以及風電、光伏出力特性,從而能夠對西北、東北等區域電網場景進行詳細分析。

新能源消納生產模擬以新能源發電量最大為優化目標,即各區域全部時段風電和太陽能發電量總和最大。

式中：Pw(t,i)是時段t內風電場i的功率;Ps(t,i)是時段t內太陽能電站i的功率;ΔT為時段長度;T為總的時段數;Nw為風電場個數;Ns為太陽能電站個數。

考慮的主要約束條件：

1）電力平衡約束。

式中：Pg(t,i)是時段t內常規機組i的功率;Pline(t,i)為時段t內聯絡線i的功率,受入為正;PL(t)為時段t內負荷大小;Ng為常規機組個數;Nline為聯絡線條數。

2）電源調節性能約束。

式中：Pg,min(t,i)和Pg,max(t,i)分別為常規機組最小和最大出力限額;Pw,max(t,i)和Ps,max(t,i)為風電場和太陽能電站理論最大功率。

3）電源電量約束。

式中E(i)為時段T內機組發電量。

4）跨區聯絡線約束。

式中：Pline,min(t,i)和Pline,max(t,i)分別為時段t內聯絡線i的最小和最大功率限額;Eline(t)為時段t內聯絡線電量。

首先,在2020年用電負荷水平下,基于當前東北、西北電網火電機組調峰能力和外送能力計算新能源消納情況。預計到2020年,東北電網全社會用電量458.4TW•h,西北電網850.5TW•h,其他計算場景參數見表5和表6。在不采取相關措施的情況下,2020年東北新能源發電量70.2TW•h,棄風、棄光電量25.7TW•h,棄風、棄光率26.8%;西北新能源發電量172.2TW•h,棄風、棄光電量72.4TW•h,棄風、棄光率為29.6%,消納問題十分突出。

在基礎場景上,對4.1節所提新能源消納措施進行逐一計算,見表7和表8。