[发明专利]一种基于大规模风电并网的电网调峰能力的调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网规划和调度运行领域，特别涉及一种基于大规模风电并 网的电网调峰能力的调度方法。

背景技术

我国西北地区风能资源丰富，地形平坦、交通方便、没有破坏性风速的 优良风电场多，风电装机容量逐步增加。为了维持电力系统的正常运行，在 风电并网运行时，必须由其它常规发电方式为其有功出力提供补偿调节，以 保证对用电负荷持续、可靠、安全地供电。然而，与常规的水力发电、火力 发电等发电方式相比，风力发电最根本的不同在于其有功出力存在间歇性、 随机性和不可控性。这种对风电有功出力的补偿调节，可看成对负的负荷波 动跟踪，即对风电的“调峰”。此外，由于风电的不确定性，其所需电网提 供的调峰容量基本与装机容量相当。

风电并网以后，电网中的备用容量需要增加用于风电调峰的容量。并网 风电超过电网可为风电提供的“调峰”极限，就意味着电网难以平衡风电出 力的随机性带来有功波动，导致电网频率频繁变化，给电网安全、可靠供电 带来灾难性后果。因此，研究大规模风电并网后的电网调峰能力，对于指导 风电有序开发、保证全额收购风电具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大规模风电并网的电网调峰能力的调度 方法，能够根据给定电网的水电参数，合理调度并网的风电容量，平衡风电 出力的随机性带来有功波动，保障电网安全、可靠供电。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种基于大规模风电并网的电网调峰能力的调度方法，其特征在于，包 括以下步骤：

(1)采集给定电网系统的水电强迫出力Q、水电平均出力P、水电预想 出力Y，以及日平均水电电量W_a、日平均风电电量W_i、日平均风电利用小时数 H，并设定水电为风电提供的调峰容量为F、风电与水电出力之和为定值F+Q， 使得W_a+W_i≥(F+Q)×24，可得电网系统的风电最小接纳电量为W_imin＝(F+ Q-P)×24，风电最大接纳电量为W_imax＝(Y-P)×24；

当W_imin≤W_i≤W_imax时，水电可平衡的风电出力为F_a＝F；

当W_i≥W_imin且W_i＞W_imax时，水电可平衡的风电出力为F_a＝((Y-P)×24) /H；

当W_i＜W_imin≤W_imax时，水电可平衡的风电出力为F_a＝((P-Q)×24)/(24-H)；

(2)将风电出力F_a代入给定电网系统运行的模拟计算模型，计算得出小方 式下火电的负荷率以及该负荷率下的火电出力与火电最小技术出力之间的差 值F_火，作为火电可为风电提供的调峰容量；

(3)当F_火＜0时，减小水电可平衡的风电出力F_a值，重复步骤(2)，直 到F_火≥0，此时获得给定电网系统为风电提供的总调峰容量F_总＝F_a+F_火，F_总即为可并入给定电网系统的风电电量。

风电出力过程具有随机性、间歇性与不可控性的特点，但是风电的电力 电量呈现一定的对应关系。气象站多年观测数据和测风塔短期监测均表明， 风资源特点是随着风速的增大，出现的频次减小，对应于风电出力与电量的 关系，就是风电出力越大，其电量构成越小，风电的绝大部分电量是由小风 速所对应的小电力累加而成的。

与风电相似，水电的径流来水也具有随机性的特点，但可通过具有调节 能力的水库对其进行调节，使水库下泄流量趋于可控，即使水电站的出力趋 于可控，水电站的调峰能力取决于其水库的运行以及电站的可用机组容量， 决定水电站调峰能力的因素有3个，水电站的强迫出力、预想出力以及平均 出力。