基于風(fēng)電時域特性分析的購電量研究

李冬雪，楊繼業(yè)，于大勇，劉 濤，陳友慧

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，遼寧 沈陽 110015）

基于風(fēng)電時域特性分析的購電量研究

李冬雪，楊繼業(yè)，于大勇，劉 濤，陳友慧

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，遼寧 沈陽 110015）

近幾年隨著新能源的不斷發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)所帶來的各種問題成為人們研究的熱點。遼寧電網(wǎng)作為連接?xùn)|北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)的電力通道，既要滿足本省電力供需平衡，又要將吉林、蒙東等多余電力輸送出去，為提高電網(wǎng)運營效益和保障電網(wǎng)安全，建立了風(fēng)電并網(wǎng)時域特性分析模型，分析了風(fēng)電并網(wǎng)對公司購電量結(jié)構(gòu)的影響，給出了不同時段公司購電量的結(jié)構(gòu)比例，為公司運營決策提供技術(shù)支持。

風(fēng)電并網(wǎng)；購電量結(jié)構(gòu)；電力平衡；時域特性

1 風(fēng)資源時域特性模型

為分析一年中不同季度以及每日不同時段遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納對公司購電量結(jié)構(gòu)的影響，建立風(fēng)電時域特性分析模型，默認1～3月份為第一季度。將全年的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)按季度劃分，并根據(jù)各季度1～24時段的實際數(shù)據(jù)取各時段運行數(shù)據(jù)的平均值，最終展示在曲線圖中便于對比分析［1-2］。

以風(fēng)電發(fā)電量為例，假設(shè)全年第i天（i＝1，2，…，366）的全網(wǎng)風(fēng)電24 h發(fā)電量為hi1，hi2，…，hi24。

則計算第I季度（I＝1，2，3，4） 全網(wǎng)風(fēng)電24 h發(fā)電量均值

2 時域特性分析

應(yīng)用風(fēng)電時域特性分析模型進行計算［5］，結(jié)果見圖1。

圖1 遼寧各季度風(fēng)電小時發(fā)電量均值曲線

從圖2可以看出，遼寧電網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電量第二季度最高，第四季度最低。風(fēng)電發(fā)電量高峰主要出現(xiàn)在13～18時段、22～0時段；風(fēng)電發(fā)電量低谷主要出現(xiàn)在2～7時段。

從圖2可以看出，遼寧電網(wǎng)全網(wǎng)供電電量第四季度最高，第一、二季度較低。第一季度由于全網(wǎng)供電電量較低，所以風(fēng)電發(fā)電量也相對較低。對比圖1和圖2可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電發(fā)電量的時域特性與全網(wǎng)供電電量的時域特性相近，說明目前全網(wǎng)負荷不足是限制風(fēng)電并網(wǎng)電量的主要因素。

從圖3可以看出，遼寧電網(wǎng)火電發(fā)電量第二季度最低，對比圖1發(fā)現(xiàn)，第二季度風(fēng)電發(fā)電量較高。由此可知，遼寧電網(wǎng)主要通過壓低火電機組出力來消納風(fēng)電電量。

從圖4可以區(qū)分出遼寧電網(wǎng)的豐水期和枯水期，第二、三季度處于豐水期，全網(wǎng)水電小時發(fā)電量約在（40～60）萬kWh；第一、四季度處于枯水期，全網(wǎng)水電小時發(fā)電量約在20萬kWh以下。與遼寧電網(wǎng)火電和風(fēng)電發(fā)電量相比，遼寧水電資源匱乏，幾乎不能起到調(diào)峰作用。

圖2 遼寧各季度全網(wǎng)小時供電量均值曲線

圖3 遼寧各季度火電小時發(fā)電量均值曲線

圖4 遼寧各季度水電小時發(fā)電量均值曲線

3 電量購入方案

第一季度：供暖期和枯水期?；痣姲l(fā)電量占比居四季度之首為 75.2%；水電發(fā)電量占比僅為0.68%；風(fēng)電發(fā)電量占比5.44%。

第二季度：非供暖期和豐水期?；痣姲l(fā)電量占比在四季度中最低為66.85%；水電發(fā)電量占比為2.54%；風(fēng)電發(fā)電量占比居四季度之首，為7.3%。

第三季度：非供暖期和豐水期?；痣姲l(fā)電量占比為69.29%；水電發(fā)電量占比為2.68%；風(fēng)電發(fā)電量占比在四季度中最低，為4.91%。

第四季度：跨入供暖期，處于枯水期。火電發(fā)電量占比未有明顯的上升趨勢，保持為69.23%；水電發(fā)電量占比降低為0.44%；風(fēng)電發(fā)電量占比上升為6.58%。

通過季度對比，遼寧全網(wǎng)火電在供暖期與非供暖期的發(fā)電量占比差值約為5%～10%；全網(wǎng)水電在豐水期與枯水期的發(fā)電量占比差值約為2%；全網(wǎng)其他發(fā)電量占比平均維持在23%，僅有第一季度供暖期時占比降為18%左右?？筛鶕?jù)時域特性劃分遼寧電網(wǎng)新能源消納模式，并分析風(fēng)電并網(wǎng)對公司購電量結(jié)構(gòu)的影響。

a.供暖期＋枯水期

通過降低全網(wǎng)其他發(fā)電量占比，在火電大發(fā)供暖的情況下，維持風(fēng)電消納規(guī)模。購電量結(jié)構(gòu)中，“火電∶水電∶風(fēng)電∶其他”的比例約為76∶0∶4∶20。

b. 非供暖期＋豐水期

在省內(nèi)火電可以壓低出力的情況下，增大了全網(wǎng)其他發(fā)電量占比。購電量結(jié)構(gòu)中， “火電 ∶水電∶風(fēng)電∶其他”的比例約為67∶3∶7∶23。

c.非供暖期＋枯水期

水電小發(fā)，盈余出約3%的發(fā)電量份額，進一步擴大全網(wǎng)其他發(fā)電量占比。購電量結(jié)構(gòu)中，“火電∶水電∶風(fēng)電∶其他”的比例約為67∶0∶7∶26。

由此可見，在 “非供暖期＋枯水期”的消納模式下，風(fēng)電發(fā)電量占比本有可能達到10%，但實際運行中增加了全網(wǎng)其他發(fā)電量（包括聯(lián)絡(luò)線送入電量）的占比。結(jié)合風(fēng)電并網(wǎng)對公司效益的影響，可以看出接納風(fēng)電并網(wǎng)會使電網(wǎng)公司效益處于虧損狀態(tài)，所以電網(wǎng)公司通過選擇其他發(fā)電方式來適當(dāng)彌補風(fēng)電并網(wǎng)帶來的損失。此處，由于 “全網(wǎng)其他發(fā)電量”項目包括聯(lián)絡(luò)線送受電量和全網(wǎng)其他新能源發(fā)電量等，需要進行進一步分析。

4 結(jié)束語

針對遼寧風(fēng)電消納現(xiàn)狀，提出了風(fēng)電并網(wǎng)時域特性分析模型。根據(jù)時域特性劃分遼寧電網(wǎng)風(fēng)電消納模式，并分析風(fēng)電并網(wǎng)對公司購電量結(jié)構(gòu)的影響，給出了不同時段公司購電量的結(jié)構(gòu)比例，為公司運營決策提供技術(shù)支持。

［1］F.Guo，Z.D.Wang，S.Wang，Y.Huang，L.Zhang，Con?sumption stuation and tansmission mdes of wnd pwer in Chi?na.Electric Power Construction，35（2），pp.18-22，2014.

［2］L.N.Li，Y.Qiao，Z.X.Lu，J.Li，An evaluation index system for wind power statistical characteristics in multiple spatial and temporal scales and its application.Proceedings of the CSEE，33（13），pp.53-61，2013.

［3］YANG Zhenbin，ZHU Ruizhao，XUE Heng.Two new concepts on energy assessment in wind farm：equivalent wind speed，a?vailable wind power density.Acta Energiae Solaris Sinica，28（3），pp.248-251，2007.

［4］JIA Wenzhao，KANG Chongqing，LI Dan，Evaluation on capa?bility of wind power accommodation based on its day-ahead fore?casting.Power System Technology， 36 （8）， pp.69 -75，2012.

［5］YANG Xinli，LIN Yong.Mechanism of wind power impacting the voltage of power grid.Wind Power Generation，6（4），pp.37-39，2012.

Research on Power Consumption Based on Time Domain Characteristics Analysis of Wind Power

LI Dongxue，YANG Jiye，YU Dayong，LIU Tao，CHEN Youhui
（Economic Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110015，China）

In recent years，with the continuous development of new energy，the problems of wind power grid become a hot topic.In order to im?prove the efficiency of power grid operation and ensure the safety of power network，a model of wind power grid connected time domain character?istic analysis is established in this paper.The influence of wind power integration on the power consumption structure is analyzed，the structure proportion of power consumption in different period of time is given which provides technical support to company operation decision.

wind power grid connected；power consumption structure；power balance；time domain characteristics

TM614

A

1004-7913（2017）03-0011-02

李冬雪（1979），女，博士，工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究。

2016-11-10）