電網(wǎng)消納大規(guī)模風電能力分析-論文.pdf

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1、第32卷第8期水電能源科學Vo1．32No．82014年8月WaterResourcesandPowerAug．2014文章編號：1000—7709(2014)08—0193—05電網(wǎng)消納大規(guī)模風電能力分析許可，莫莉，鮮杏，秦躍進(1．湖北省電力勘測設計院，湖北武漢430040；2．華中科技大學水電與數(shù)字化工程學院，湖北武漢430074)摘要：隨著風電接入電網(wǎng)容量的增加，調(diào)峰能力、電網(wǎng)輸送空間和安全裕度成為制約電網(wǎng)消納風電的瓶頸，為此先對電網(wǎng)進行調(diào)峰能力計算，得出考慮系統(tǒng)調(diào)峰能力約束的風電接納能力范圍，然后計算所選電網(wǎng)的風電場穿透功率極限用以

2、表征風電送出問題，再對風電場并網(wǎng)后的電網(wǎng)進行穩(wěn)定性分析。并對恩施電網(wǎng)進行實例分析，獲得恩施電網(wǎng)的風電消納能力，驗證了該方法的可行性。關鍵詞：風電接入；消納能力；調(diào)峰能力；穩(wěn)定分析中圖分類號：TM712文獻標志碼：A荷擾動。因此，電網(wǎng)中需要考慮為風電場留出一1引言定備用常規(guī)電源以平衡風電場出力的變化。在風電場出力產(chǎn)生較大波動時，需調(diào)度電網(wǎng)內(nèi)其他電按照《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，2015年風電廠改變出力水平以平衡風電出力的變化。尤其是并網(wǎng)裝機容量將達到1×1O。kw，2020年將超過在負荷較低時，常規(guī)電廠機組已調(diào)到較低出力，若2×10kW。然而，

3、隨著風電接入電網(wǎng)的容量日益此時風電場出力大幅增加，常規(guī)機組能否進一步增加，調(diào)峰能力、電網(wǎng)輸送空間和安全裕度成為制控制出力出讓風電負荷決定了電網(wǎng)接納風電的能約電網(wǎng)消納風電的瓶頸。電網(wǎng)的風電消納能力主力，即常規(guī)機組在低谷負荷時的調(diào)峰能力是限制要受系統(tǒng)負荷大小、負荷特性、電源結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)能電網(wǎng)接納風電能力的關鍵條件[4]。力、外來電／外送電規(guī)模及運行方式、電網(wǎng)安全穩(wěn)電網(wǎng)可用于平衡風電注入功率的調(diào)峰容量計定水平，以及風電出力特性等因素的影響。其中算全網(wǎng)最大負荷發(fā)電電力：許多影響因素是不斷變化的，如風電在不同季節(jié)一等(1一Kl。)(1一K)+。醬(f1)

4、(1)和不同時段的出力特性不同、火電在供熱期和非供熱期的調(diào)節(jié)能力不同、水電在豐水期和枯水期全網(wǎng)最低負荷發(fā)電電力為：的調(diào)節(jié)能力不同，不同季節(jié)的系統(tǒng)負荷特性不同+)(2)等。因此，系統(tǒng)的風電消納能力必須綜合考慮電網(wǎng)調(diào)峰能力、輸送空間和安全裕度l_1]。鑒此，本低谷負荷時調(diào)峰能力為：文基于以上三方面，以恩施電網(wǎng)為例，分析了電網(wǎng)P盈余一2Pdn1a一PG+P(3)對風電的消納能力，這對增加能源供應、調(diào)整能源系統(tǒng)風電接納能力為：結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等具有重要Pid—P盈余／(a)(4)意義。其中a—P綜／P單；口一(M／N)×100式中，

5、P、P分別為典型日負荷最大、最小負2調(diào)峰約束下的風電消納能力分析荷；P?！住叭n㈤分別為區(qū)域電網(wǎng)受人、外送電力；t、t。分別為大、小負荷時刻；K?為線損率；K2．1系統(tǒng)風電接納能力為廠用電率；P備用為電網(wǎng)中的負荷備用；為調(diào)風電不具有傳統(tǒng)火電輸出穩(wěn)定、可調(diào)度的特峰比例；P為各類型常規(guī)發(fā)電機組最大出力；a性，對于電網(wǎng)而言，風電出力波動更像一個負的負為風電同時率；P綜為風電場群的綜合最大發(fā)電收稿日期：2013—10—17，修回日期：2014—05—09基金項目：湖北省自然科學基金項目(2011CDB290)作者簡介：許可(1984一)，男，博士、

6、工程師，研究方向為電力系統(tǒng)規(guī)劃、清潔能源并網(wǎng)，E-mail：hustl125@126．corn·194·水電能源科學功率；P單和為各單個風電場的絕對最大發(fā)電功率成的向量；AP、AU分別為線路功率和節(jié)點電壓之和；口為風電反調(diào)峰率；M為反調(diào)峰次數(shù)；N為增量向量；P?、P分別為發(fā)電機出力的上、下統(tǒng)計總次數(shù)。限組成的向量；Q、Q分別為無功電源出力2．2風電場穿透功率極限計算上、下限組成的向量；P。、Q。均為電源初始狀態(tài)出風電場穿透功率極限(叩穿)是指給定規(guī)模電力向量；E為所有元素為1的行向量。網(wǎng)可接入的最大風電功率，其計算公式為：2-2_3風電場并網(wǎng)

7、運行后的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析風電場在短時間內(nèi)完全切除是大規(guī)模風電接p?77穿一塑×100(5)r系荷入給電網(wǎng)帶來的最嚴重擾動，該情況下極可能發(fā)式中，P系統(tǒng)為系統(tǒng)能夠接受的最大風電場裝機容生系統(tǒng)頻率和電壓的同時失穩(wěn)；風速的大幅波動量；P系荷為系統(tǒng)最大負荷。會造成風電場出力的大幅度波動，從而惡化系統(tǒng)2_2-1風電穿透功率極限的主要影響因素的調(diào)峰調(diào)頻性能；線路短路故障會影響風電機組風電穿透功率極限的影響因素很多，本文主的暫態(tài)調(diào)節(jié)性能，故障切除后風電場的恢復速度要側(cè)重于技術(shù)性，具體內(nèi)容如下l6]。影響風電場的出力。為此，分別考慮風電場切機、(1)系統(tǒng)的備用

8、容量。系統(tǒng)保持足夠的備用風電場陣風擾動和線路短路故障下相關母線和水容量和頻率、電壓調(diào)節(jié)能力可以防止大規(guī)模的風電站的暫態(tài)穩(wěn)定性，具體分析見文獻Is]。電切除后系統(tǒng)頻率