西部富水地區(qū)考慮網(wǎng)架約束的風(fēng)電機(jī)組可信容量評(píng)估

肖永, 李?，摚w天陽(yáng)，劉文霞

(1. 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 貴陽(yáng)市 550000；2. 華北電力大學(xué)，北京市 102206)

西部富水地區(qū)考慮網(wǎng)架約束的風(fēng)電機(jī)組可信容量評(píng)估

肖永1, 李?，?，趙天陽(yáng)2，劉文霞2

(1. 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 貴陽(yáng)市 550000；2. 華北電力大學(xué)，北京市 102206)

可信容量是評(píng)價(jià)分布式電源容量?jī)r(jià)值的重要指標(biāo)。針對(duì)西部某地區(qū)風(fēng)電/水電富集區(qū)域處于配電網(wǎng)末端、分布式電源分散式并網(wǎng)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的特點(diǎn)，提出該區(qū)域與外網(wǎng)不同的運(yùn)行策略下計(jì)及網(wǎng)架約束的風(fēng)電機(jī)組可信容量評(píng)估方法，并采用局部電網(wǎng)調(diào)度和全局可信容量計(jì)算兩步算法，計(jì)算系統(tǒng)的等效載荷能力，量化分析多類型電源富集區(qū)域并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)充裕性的影響。以西部某富水地區(qū)電網(wǎng)為例，計(jì)算了風(fēng)電機(jī)組可信容量，同時(shí)研究了局部電網(wǎng)與外部電網(wǎng)3種不同運(yùn)行方式對(duì)系統(tǒng)整體充裕性的影響，并提出相關(guān)運(yùn)行建議。

風(fēng)電機(jī)組可信容量；網(wǎng)架約束；等效載荷能力；優(yōu)化調(diào)度

0 引 言

風(fēng)電并網(wǎng)增加了系統(tǒng)電源容量，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)停電概率和缺供電量。然而由于風(fēng)電出力具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和波動(dòng)性，且難以有效控制[1]，在容量相同的前提下，風(fēng)電機(jī)組的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)小于常規(guī)機(jī)組。風(fēng)電機(jī)組可信容量是評(píng)價(jià)其電源容量?jī)r(jià)值的重要指標(biāo)，它是指相等可靠性前提下風(fēng)電機(jī)組可以等效的常規(guī)機(jī)組容量大小，或者可以增加的等效負(fù)荷的大小。通過可信容量的計(jì)算可以為含間歇能源的系統(tǒng)規(guī)劃和調(diào)度提供決策支持[2]。

圍繞風(fēng)電機(jī)組可信容量的評(píng)估國(guó)內(nèi)外學(xué)者展開了廣泛研究。文獻(xiàn)[3]提出等效無(wú)風(fēng)電場(chǎng)景及風(fēng)電備用需求的概念，量化分析風(fēng)電的間歇性對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，進(jìn)而評(píng)估電網(wǎng)風(fēng)電可信容量；文獻(xiàn)[4]建立了風(fēng)電、光伏出力模型，結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)度策略，提出了用于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的可信容量評(píng)估方法，分析了儲(chǔ)能容量配比和風(fēng)電裝機(jī)容量配比對(duì)可信容量及互補(bǔ)效益的影響；文獻(xiàn)[5]提出了考慮不同風(fēng)電場(chǎng)關(guān)聯(lián)特性的可信容量評(píng)估方法。風(fēng)電可信容量的計(jì)算方法主要有基于可靠性的計(jì)算方法、解析法、峰荷負(fù)荷率法等[6-7]。文獻(xiàn)[8]基于蒙特卡洛仿真環(huán)境，考慮了風(fēng)電出力和常規(guī)機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)等隨機(jī)因素，評(píng)估了運(yùn)行約束條件對(duì)可信容量的影響；文獻(xiàn)[9]將Garver 近似法應(yīng)用于風(fēng)電多狀態(tài)機(jī)組可信容量的計(jì)算；文獻(xiàn)[10]基于峰荷負(fù)荷率法，大大減小了可信度的計(jì)算量，提高了計(jì)算速度。

上述方法大多是基于發(fā)電系統(tǒng)可靠性考核的風(fēng)電可信容量，忽略了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的約束，比較適用于大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)、并網(wǎng)通道單一、充裕度高的場(chǎng)景。我國(guó)西部山區(qū)風(fēng)電資源豐富，但由于特殊的地理因素，風(fēng)電以多點(diǎn)、分散的方式接入地區(qū)電網(wǎng)，且地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較薄弱、區(qū)域富含大量徑流式小水電，因此夏季風(fēng)電和小水電大發(fā)時(shí)，本地?zé)o法消納，大量外送，考慮線路安全性問題會(huì)棄風(fēng)；而冬季風(fēng)電大發(fā)時(shí)，風(fēng)/水又具有很好的互補(bǔ)性。為此，在該地區(qū)評(píng)估風(fēng)電的可信容量必須計(jì)及線路約束，同時(shí)要分析不同運(yùn)行策略對(duì)可信容量的影響，才能為規(guī)劃和運(yùn)行提供有效的支撐。

本文結(jié)合西部山區(qū)的特點(diǎn)，提出了考慮局部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)約束的風(fēng)電機(jī)組可信容量的計(jì)算方法，該方法建立局部電網(wǎng)、外部系統(tǒng)(負(fù)荷、電源)兩層模型，并采用局部電網(wǎng)調(diào)度和全局可信容量計(jì)算兩步算法，計(jì)算系統(tǒng)的等效載荷能力，以評(píng)價(jià)風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)充裕度的貢獻(xiàn)。以西部某富水地區(qū)為例，仿真結(jié)果驗(yàn)證方法的有效性，同時(shí)研究局部電網(wǎng)與外部電網(wǎng)3種不同的運(yùn)行方式對(duì)系統(tǒng)整體充裕性的影響，研究結(jié)果為系統(tǒng)運(yùn)行方式的改進(jìn)提供了有力的支持。

1 風(fēng)水互補(bǔ)系統(tǒng)出力建模

1.1 風(fēng)電場(chǎng)出力模型

利用P-V曲線描述風(fēng)電機(jī)組有功出力與風(fēng)速之間的關(guān)系，將風(fēng)電機(jī)組出力與風(fēng)速之間的關(guān)系近似處理為直線，可以得到分段函數(shù)表述的有功出力與風(fēng)速的關(guān)系，如式(1)：

(1)

式中：vci，vr，vco及Pr分別為風(fēng)電機(jī)組的切入風(fēng)速、額定風(fēng)速、切出風(fēng)速及風(fēng)電機(jī)組的額定功率；f(v)是風(fēng)速在vci和vco之間時(shí)，風(fēng)電機(jī)組風(fēng)速與風(fēng)電功率之間的函數(shù)關(guān)系，如式(2)：

f(v)=Av3+Bv2+Cv+D

(2)

通過對(duì)實(shí)際風(fēng)速以及相應(yīng)功率的曲線擬合，可得A=-2.72，B=62.9，C=-276，D=-378。

1.2 水電機(jī)組出力模型

水電機(jī)組自身的出力不僅與自身容量有關(guān)，還與來水量、庫(kù)存水量相關(guān)，當(dāng)其承擔(dān)備用時(shí)，容量約束可表述如下：

(3)

(4)

水電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電量與排水量和水電站內(nèi)水頭的位置相關(guān)，因此可將水電站劃分定水頭和變水頭兩種。在變水頭水電站中，水電出力與排水量間的關(guān)系非線性，可近似采用式(5)表示[11]:

(5)

式中：fq2p,i為水電機(jī)組i的水量-電量轉(zhuǎn)換特性；aH,i、bH,i、cH,i為水電機(jī)組i的水電-電量轉(zhuǎn)換系數(shù)， MW/(m3/h)2、 MW/(m3/h)、 MW。為便于求解，本文依據(jù)文獻(xiàn)[12]中的方法將其進(jìn)行分段線性化。

不考慮水電機(jī)組具有的快速啟停能力，相鄰斷面內(nèi)的水電機(jī)組的爬坡約束可表述為：

(6)

(7)

式中：RUH,i和RDH,i為水電機(jī)組i的向上、向下爬坡速率， MW。

水電機(jī)組的關(guān)停、運(yùn)行時(shí)間約束可表述為[13]：

(8)

(9)

(10)

不計(jì)及水庫(kù)來水的變化情況時(shí)，水庫(kù)的庫(kù)存水位變化可表述為

(11)

由于水電站庫(kù)存有限，水電站站庫(kù)存水量應(yīng)維持在一定范圍內(nèi)

(12)

同時(shí)，水電站的棄水量應(yīng)在一定范圍內(nèi)

(13)

式中：sHmin、sHmax分別為水電站的最小、最大棄水量向量，m3。

為不影響后續(xù)調(diào)度時(shí)間內(nèi)水電站的運(yùn)行，要求各水電站內(nèi)水位復(fù)位。在計(jì)及區(qū)間不確定性時(shí)，可描述為

(14)

2 考慮聯(lián)絡(luò)線約束的可信容量評(píng)估方法

2.1 可信容量的計(jì)算指標(biāo)

傳統(tǒng)的可信容量評(píng)估方法主要從發(fā)電側(cè)或負(fù)荷側(cè)2個(gè)角度考慮，對(duì)應(yīng)的指標(biāo)分別是等效機(jī)組容量比例和等效負(fù)荷承載能力。

等效機(jī)組容量比例是在等可靠性的前提下，以風(fēng)電機(jī)組替代原有的常規(guī)電源或理想電源容量的比例。設(shè)系統(tǒng)中風(fēng)電裝機(jī)容量為Cw，其余機(jī)組裝機(jī)容量為Cr，等效的虛擬機(jī)組容量為Ce，某容量組合下系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)為f，若滿足

f(Cr,Cw)=f(Cr,Ce)

(15)

則Ce為風(fēng)電機(jī)組的可信容量，風(fēng)電場(chǎng)容量可信度為

(16)

等效負(fù)荷承載能力(equivalent load carrying capability，ELCC)是在等可靠性的前提下，風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后系統(tǒng)可以承載的負(fù)荷增量。設(shè)原系統(tǒng)裝機(jī)容量為Cr，原系統(tǒng)負(fù)荷量為L(zhǎng)，風(fēng)電并網(wǎng)后導(dǎo)致的負(fù)荷增量為ΔL，某裝機(jī)容量和負(fù)荷水平下的可靠性指標(biāo)為f，若滿足

f(Cr,L)=f(Cr+Cw,L+ΔL)

(17)

則風(fēng)電場(chǎng)容量可信度為

(18)

計(jì)算中可以選擇電力不足時(shí)間概率(lossofloadprobability,LOLP)或電量不足期望值(expectedenergynotsupplied，EENS)作為可靠性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于等效機(jī)組容量比例適用于多個(gè)電源規(guī)劃方案的對(duì)比，而且與機(jī)組的臺(tái)數(shù)、容量和故障率、置信水平等參數(shù)的設(shè)置有關(guān)，本文采用等效載荷能力 (equivalentloadcarryingcapability，ELCC)指標(biāo)評(píng)價(jià)。

2.2 考慮線路約束的可信容量計(jì)算流程

本文將某西部某富水地區(qū)電網(wǎng)等效為風(fēng)電/水電系統(tǒng)和外部系統(tǒng)兩部分，不同的調(diào)度策略、運(yùn)行方式將影響小系統(tǒng)與外界的功率交換，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的充裕性及風(fēng)電可信容量的評(píng)估。首先根據(jù)風(fēng)電/水電系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果，得到區(qū)域外送功率，然后基于等效電量函數(shù)法計(jì)算系統(tǒng)的充裕性及可信容量，其原理如圖1所示。風(fēng)電機(jī)組可信容量計(jì)算流程如圖2所示。

圖1 風(fēng)電/水電系統(tǒng)互補(bǔ)運(yùn)行示意圖Fig.1 Wind power/hydropower complementary operation

2.2.1 區(qū)域內(nèi)優(yōu)化調(diào)度

(1)初始化數(shù)據(jù)信息輸入：需要輸入的信息包括區(qū)域內(nèi)水電站的來水量、庫(kù)存容量；水電機(jī)組的出力特性、啟停特性；風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速預(yù)測(cè)信息、備用容量需求系數(shù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、線路電抗、連接關(guān)系和輸送容量限制；各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷；風(fēng)電/水電系統(tǒng)的上網(wǎng)電價(jià)、棄風(fēng)、棄水成本；線路故障率、修復(fù)時(shí)間。

(2)風(fēng)電、水電等多類型電源的出力特性進(jìn)行建模，用序貫蒙特卡洛仿真分析方法對(duì)風(fēng)電/水電系統(tǒng)內(nèi)各小時(shí)的來水量、風(fēng)電場(chǎng)功率和線路的隨機(jī)故障進(jìn)行逐年抽樣。

(3)域內(nèi)調(diào)度不同模式，分別建立目標(biāo)函數(shù)和約束條件的數(shù)學(xué)模型；采用CPLEX軟件，進(jìn)行逐日模擬仿真，考慮線路故障，基于線性規(guī)劃方法通過潮流分析，計(jì)算得出滿足聯(lián)絡(luò)線路容量約束的最優(yōu)風(fēng)水出

圖2 風(fēng)電機(jī)組可信容量計(jì)算流程Fig.2 Calculation process of wind power credible capacity

力調(diào)度方案，獲得每天各小時(shí)風(fēng)電/水電系統(tǒng)的出力信息為[P1ex,P2ex,…,P24ex]。最后獲得風(fēng)電/水電系統(tǒng)1年內(nèi)各小時(shí)的期望出力信息[P1ex,P2ex,…,P8 760ex]，得到風(fēng)電/水電系統(tǒng)的年時(shí)序出力曲線，并確定1年內(nèi)風(fēng)電/水電系統(tǒng)在不同模式下的外送功率時(shí)序分布。

2.2.2 基于等效電量函數(shù)的可靠性指標(biāo)計(jì)算

(1)把區(qū)域聯(lián)絡(luò)線外送功率與系統(tǒng)負(fù)荷合成得到年持續(xù)負(fù)荷特性曲線t=F(x)，式中t為系統(tǒng)負(fù)荷大于x的持續(xù)時(shí)間；

(2)按照Δx的步長(zhǎng)，將負(fù)荷離散化，求出電量函數(shù)E(J)：

E(J)=∫xx+ΔxF(x)dx=T∫xx+Δxf(x)dx

(19)

(3)設(shè)容量為Ci的第i臺(tái)火電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率為pi，安排其投入運(yùn)行，則根據(jù)式(19)的定義，相應(yīng)的等效電量函數(shù)為

E(I)(J)=T∫xx+Δxf(I)(x)dx=

T∫xx+Δx[pif(I-1)(x)+qif(I-1)(x-ci)]dx=

piE(I-1)(J)+qiE(I-1)(J-Ki)

Ki=Ci/Δx

(20)

(4)設(shè)系統(tǒng)中N臺(tái)發(fā)電機(jī)全部帶負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)全部機(jī)組運(yùn)算結(jié)束以后，等效電量函數(shù)為E(N)(JN)，則可計(jì)算可靠性指標(biāo)RLOLP[15]為

(21)

可靠性指標(biāo)EEENS為

(22)

式中T為模擬周期。

2.2.3 基于隨機(jī)生產(chǎn)模擬的ELCC計(jì)算方法

(1)基于以上隨機(jī)生產(chǎn)模擬法獲得風(fēng)電/水電系統(tǒng)并網(wǎng)前的可靠性指標(biāo)RLOLP0。

(2)計(jì)算可信容量：在風(fēng)電并網(wǎng)不同調(diào)度模式下，按照0.001的步長(zhǎng)增長(zhǎng)電網(wǎng)整體負(fù)荷，計(jì)算此時(shí)電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)R是否收斂至原指標(biāo)RLOLP0，即|RLOLPβ-RLOLP0|<ε，其中ε為可靠性允許偏差。計(jì)算可信容量：

f0(Cr,L)=fβ(Cr+Cw,L+ΔL)

(23)

式中f0和fβ分別為風(fēng)電并網(wǎng)前和并網(wǎng)后的可靠性指標(biāo)，Cw即為風(fēng)電機(jī)組的可信容量。

3 不同運(yùn)行方式下的調(diào)度模型

3.1 獨(dú)立運(yùn)行模式

此種方式下，風(fēng)電/水電系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)本地的風(fēng)能和水電充分利用為目標(biāo)，在輸送能力允許的情況下，不考慮外部電網(wǎng)對(duì)電能不同時(shí)段的需求

(24)

3.2 區(qū)域互補(bǔ)運(yùn)行模式

此種方式下，為降低對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行的影響，風(fēng)電/水電系統(tǒng)通過本身自有的水電機(jī)組承擔(dān)因并網(wǎng)風(fēng)電隨機(jī)性而需的正、負(fù)備用特性，可表述為：

(25)

(26)

式中：rc,p,w和rc,n,w分別為風(fēng)電/水電系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷、風(fēng)電正備用和負(fù)備用系數(shù)。

3.3全網(wǎng)模式

在本模式中，風(fēng)電/水電系統(tǒng)將進(jìn)一步依據(jù)外網(wǎng)不同時(shí)段的電量需求調(diào)整本系統(tǒng)的出力，使得風(fēng)電/水電系統(tǒng)具有能量需求響應(yīng)特性

(27)

在不同的調(diào)度方式下，除計(jì)及風(fēng)電、水電單機(jī)組自身具有的特性外，還應(yīng)計(jì)及功率平衡、支路潮流等約束，表述如下：

(28)

(29)

(30)

(31)

4 某西部地區(qū)算例分析

4.1 算例描述

本文算例中數(shù)據(jù)來源于中西部某地區(qū)。該地區(qū)本富含水電、風(fēng)電和光伏等清潔能源，而負(fù)荷較小，因此其需要向外輸送電能，以實(shí)現(xiàn)本地水資源和風(fēng)資源的高效利用。以西部地區(qū)某市電網(wǎng)為區(qū)域電網(wǎng)，省網(wǎng)為全網(wǎng)，風(fēng)電/水電系統(tǒng)接線如圖3所示。

風(fēng)電/水電系統(tǒng)內(nèi)含有5座風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量為782 MW，分布式接入220 kV的110 kV側(cè)和220 kV母線高壓側(cè)，裝機(jī)容量分別為238，247.5，149，47.5，100 MW，機(jī)組參數(shù)為：切入、額定和切出風(fēng)速為3，10.5和25 m/s，a=-1.886，b=54.4，c=-303，d=483.5；含有3臺(tái)水電機(jī)組，裝機(jī)容量為324 MW，水電機(jī)組的技術(shù)特性及相關(guān)參數(shù)見表1。

圖3 風(fēng)電/水電系統(tǒng)單線圖Fig.3 Single wiring diagram of wind power/hydropower system表1 水電機(jī)組信息Table 1 Hydropower unit information

各水電站的來水量以表1中的水量為基礎(chǔ)來水量；各時(shí)段的來水特性見文獻(xiàn)[16]。風(fēng)電/水電系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷峰值為133 MW。在模式1中：C為1 $/(MW·h-1)；模式2的負(fù)荷備用和風(fēng)電正、負(fù)備用分別取為0.03和0.1；模式3外部電網(wǎng)負(fù)荷大于平均負(fù)荷時(shí)，外送電價(jià)為2 $/(MW·h-1)，其他時(shí)段為1 $/(MW·h-1)。外部電網(wǎng)的時(shí)序負(fù)荷曲線見圖4至圖5。

本節(jié)中的優(yōu)化調(diào)度模型采用基于YALMIP[17]進(jìn)行模型構(gòu)建，隨后采用CLPEX 12.5求解所構(gòu)建不同運(yùn)行模式下的風(fēng)電/水電與外網(wǎng)交互模型。

圖4 水電站1來水圖示Fig.4 Runoff chart of hydropower Station 1

圖5 外部系統(tǒng)時(shí)序負(fù)荷曲線Fig.5 Timing load curve of external system

4.2 調(diào)度模式對(duì)系統(tǒng)充裕性的影響

不同調(diào)度模式下，風(fēng)電、水電發(fā)電系統(tǒng)向外輸送電能的時(shí)序曲線見圖6—8，其中調(diào)度模式1、調(diào)度模

圖6 調(diào)度模式1下時(shí)序外送功率Fig.6 Timing power delivery under scheduling mode 1

圖7 調(diào)度模式2下時(shí)序外送功率Fig.7 Timing power delivery under scheduling mode 2

圖8 調(diào)度模式3下時(shí)序外送功率Fig.8 Timing power delivery under scheduling mode 3

式2、調(diào)度模式3分別對(duì)應(yīng)第3節(jié)的獨(dú)立運(yùn)行模式、區(qū)域互補(bǔ)運(yùn)行模式和全網(wǎng)模式。

對(duì)風(fēng)電的充裕性進(jìn)行評(píng)估時(shí)，一般采用等效機(jī)組和ELCC進(jìn)行分析。由于等效機(jī)組與機(jī)組的臺(tái)數(shù)、容量和故障率等參數(shù)設(shè)置有關(guān)，而ELCC有效避免了此類問題。因此，本文中基于等論電量函數(shù)法(equivalent energy function, EEE)采用ELCC衡量風(fēng)電/水電系統(tǒng)并網(wǎng)后系統(tǒng)的充裕性變化情況。

表2中RLOLP和EEENS為風(fēng)電并網(wǎng)后初始可靠性指標(biāo)，EELCC為調(diào)整負(fù)荷后得到的等效載荷能力，棄風(fēng)、棄水量為不同狀態(tài)對(duì)應(yīng)的仿真數(shù)據(jù)。從圖9和表2可知，風(fēng)電并網(wǎng)后提高了系統(tǒng)的可靠性，模式3響應(yīng)外網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)，使得系統(tǒng)整體的RLOLP、EEENS相比風(fēng)電不并網(wǎng)時(shí)分別降低了4.7×10-4、289.4 MW·h，效果最好；從ELCC的結(jié)果看，模式1由于輸送通道限制有少量棄風(fēng)；模式2中，由于水電機(jī)組承擔(dān)了備用，在水電機(jī)組負(fù)備用不足時(shí)，將限制風(fēng)電的出力，從而使得系統(tǒng)中出現(xiàn)棄風(fēng)的現(xiàn)象，使水電機(jī)組承擔(dān)備用，將降低系統(tǒng)整體的充裕性；進(jìn)一步地，模式3風(fēng)電/水電系統(tǒng)依據(jù)外部電網(wǎng)的需求進(jìn)行出力調(diào)整，在庫(kù)存容量有限的約束下本地系統(tǒng)中將出現(xiàn)棄水，但由于對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷的支持作用，可信容量得到較大提高。

表2 不同調(diào)度模式下的RLOLP指標(biāo)變化情況

Table 2RLOLPchanges under different scheduling modes

圖9 不同調(diào)度模式下ELCC變化圖示Fig.9 ELCC changes under different scheduling modes

4.3 外送通道容量對(duì)系統(tǒng)充裕性的影響

將外送通道的容量限定在700～1 000 MW的范圍內(nèi)，按照步長(zhǎng)100 MW進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)度模式3下，風(fēng)電/水電外送的頻度如圖10所示。

圖10 輸送通道容量變化時(shí)的外送功率頻度圖Fig.10 Delivery power frequency diagram when transmission channel capacity changing

4.4 橫豎互換

本文棄風(fēng)量與棄水量的計(jì)算是根據(jù)全網(wǎng)模式的目標(biāo)函數(shù)和優(yōu)化條件進(jìn)行優(yōu)化求解，本節(jié)僅修改“外送容量”這一約束條件，目的在于觀察“外送功率”以及“棄風(fēng)量棄水量”的變化，也為選擇合理的外送容量通道提供參考。由表3可知，輸送通道容量的增加并未顯著增加多類型電源互補(bǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)的可信容量；且隨著輸送通道容量的增加，棄風(fēng)量并未隨之線性減少，呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)。

表3 不同外送容量下系統(tǒng)運(yùn)行情況

Table 3 Operation under different delivery capacities

5 結(jié) 語(yǔ)

本文結(jié)合某西部地區(qū)風(fēng)電/水電局部富集的特性，提出了適用于間歇性能源、考慮聯(lián)絡(luò)線約束的風(fēng)電機(jī)組可信容量評(píng)估方法，量化分析了不同調(diào)度方式和聯(lián)絡(luò)線容量下風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的可信容量，算例驗(yàn)證了算法的正確性。

根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)西部某富水地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)提出若干建議：一是開展本地備用可以提高系統(tǒng)的可靠性；二是根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷需求，使風(fēng)電參與調(diào)解，提高可靠性的同時(shí)提高了系統(tǒng)的可信容量；三是電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)綜合考慮局部地區(qū)可控能源/非可控能源配比、并網(wǎng)通道容量因素，通過區(qū)域內(nèi)互補(bǔ)、省地互補(bǔ)運(yùn)行策略下的仿真分析，核算地區(qū)外送容量需求，合理選擇通道容量，以提高風(fēng)電可信容量和消納率，并保證經(jīng)濟(jì)性。

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(編輯 劉文瑩)

Credible Capacity Assessment of Wind Power Considering Grid Constraints in Western Water-Enriched Region

XIAO Yong1, LI Xiaoying2, ZHAO Tianyang2, LIU Wenxia2

(1. Guizhou Electric Power Research Institute,Guiyang 550000, China;2.North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

Credible capacity is an important index to evaluate the capacity value of distributed generation. According to the characteristics in western region of abundant wind power/hydropower located in the terminal of distribution network, distributed generation dispersedly accessing to the grid and the weak grid structure, this paper proposes the wind power credible capacity evaluation method considering grid constraint under the different operation strategies in local grid and intergration grid, adopts the local power grid scheduling and global credible capacity two-step algorithm to calculate the equivalent load capacity of system, and quantitatively analyzes the effect of grid connection in multiple types of power enrichment area on system adequacy. Taking a certain water-enriched regional grid in western region as example, we calculated the capacity credible of wind power, at the same time researched the influence of three different operation modes of local and external power system on the overall adequacy of system, and proposed relevant operation suggestions.

credible capacity of wind power; grid constraints; equivalent load capability; optimal scheduling

國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目(2013BAA02B02)

TM 614

A

1000-7229(2016)06-0134-08

10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.019

2016-01-05

肖永(1962)，男，碩士,高工 , 主要從事電力系統(tǒng)技術(shù)管理工作；

李?，?1992)，女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)智能調(diào)度方法；

趙天陽(yáng)(1989)，男，博士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行；

劉文霞(1967)，女，博士，教授，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)智能規(guī)劃、電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、電力系統(tǒng)通信 。

Project supported by Key Project of the National Research Program of China(2013BAA02B02 )