[发明专利]一种弃风电量预估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弃风电量预估方法。

背景技术

风能是一种可再生的清洁能源，风力发电对保障能源稳定供给、调整优化能源结构、保护生态环境、减少温室气体排放以及带动经济转型和产业升级具有重大意义^[1]。

我国风能资源丰富，优良风资源主要分布于西部、北部及沿海地区。近年来，在国家各项鼓励性政策的支持下，我国风电实现了快速发展，2012年底我国风电装机容量约为6300万千瓦，成为全球第一风电大国，2012年全年风电发电量达到1004亿千瓦时。

风力发电的快速发展给我国带来巨大的经济和社会效益的同时，也给电网的调峰带来压力。我国的实际运行经验表明，风电的逆调峰特性比较明显，即在电网负荷高峰期间风电发出功率较少，而在负荷低谷期间风电发出功率较多。对于电源结构单一、调节不灵活的电网（如以火电机组为主的电网，为保证机组正常运行，其出力必须大于最小技术出力；特别是冬季，大量的供热机组因供热需要降出力能力有限），调峰难度很大。随着并网风电容量的增加，近年来冬季负荷低谷时期，部分地区电网调峰压力异常突出。在部分时段，火电机组已调整至满足供热供电需求的最小方式后，电网调峰能力仍不能满足风电消纳需求，将不得不采取弃风措施来保证电网的安全稳定运行。

文献[2]针对以往根据风电场的实际发电功率与装机容量差额计算弃风电量，从而导致所计算弃风电量相对实际偏高的问题，提出了一种基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法。具体内容为利用测风塔对实际风能资源的测量，计算风电机组在无弃风条件下的理论发电量，并与实际发电量对比，实现对弃风电量的较准确估计。以上方法计算的是过去某时段的弃风电量。目前已发表文献中，尚未有对未来弃风电量的预估方法。

文献^[1]：刘振亚.中国电力与能源[M].北京，中国电力出版社，2012.

文献^[2]：国网电力科学研究院.基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法：中国，201110075847.2[P].2011-09-14.

发明内容

本发明主要针对风电并网容量较大且电源结构单一的电网（主要是北方以火电机组为主的电网）调峰困难的问题，提出了一种未来弃风电量的预估方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种弃风电量预估方法，该方法首先确定每一计算时刻（EMS每若干分钟（例如15分钟）存储一个数据，以下称每一个存储数据对应的时刻为一个计算时刻）的负荷量，根据每日最大负荷确定非风电机组开机容量，根据最小负荷、非风电机组及风电机组出力特性确定每一时刻的风电弃风电力，将弃风电力对时间积分即得弃风电量。

具体包括如下步骤：

1、负荷特性与负荷量的确定

（1）根据已有典型年的统调最大负荷与EMS数据库中存储的统调负荷数据（典型年定义为在有EMS存储负荷数据的年份中，最能代表地区负荷特性的一年），求得典型年每一个统调负荷与统调最大负荷的比值，记为ratio(j)(j∈[1，M]，M为典型年的负荷数据存储数量)。假设在预测年的相同时刻，ratio（k）与ratio（j）相同，(ratio(k)为预测年每一个统调负荷与统调最大负荷的比值，k∈[1，N]，N为预测年的应有负荷数据存储数量)。

（2）根据预测年的预测最大统调负荷与ratio(j)，求得预测年的每一计算时刻的统调负荷，记为load(j)。若预测年与典型年数据采集量不一致，则进行增加数据或者删减数据（增加数据的方法为用其相邻日相同时刻的ratio值来代替；删减数据则直接将相对多余数据删除）。

2、非风电机组出力特性表及开机次序表的形成

2.1出力特性表的形成

1）火电机组；统计已投运和规划火电机组特性，包括正常运行时刻、冬季供暖时刻和计划检修时刻的最大出力、最小出力，形成火电机组出力特性表。

2）水电及抽水蓄能机组，统计已投运和规划水电及抽水蓄能机组，包括正常运行时刻和计划检修时刻的最大出力、最小出力，形成水电及抽水蓄能机组出力特性表。

3）核电机组；核电机组长期带基本负荷运行，不参与电网调峰。

在规划中，火电、水电、抽水蓄能及核电机组的具体投运时间，在相应月份，用随机方法确定其具体投运时间。

2.2开机次序表的形成

在形成开机次序表时，遵循如下原则：