風(fēng)電出力時序特性及其對省級電網(wǎng)的影響

王羽

（水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，北京市 西城區(qū) 100120）

0 引言

隨著我國風(fēng)電的快速發(fā)展，一方面，由于風(fēng)電具有隨機(jī)性、波動性，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、電力消納等帶來一系列問題，增加了電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度的難度[1-3]；另一方面，由于風(fēng)電出力在不同的時空尺度上存在著一定的統(tǒng)計規(guī)律，通過分析不同時空尺度下的風(fēng)電時序特性，可以更好把握風(fēng)電出力對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響。文獻(xiàn)[4-6]分別對東北、甘肅和江蘇沿海風(fēng)電特性進(jìn)行分析，探討了風(fēng)電特性對電網(wǎng)穩(wěn)定、調(diào)頻和調(diào)峰的影響。文獻(xiàn)[7]基于華北地區(qū)的風(fēng)電實(shí)測數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計分析與擬合的數(shù)學(xué)方法，從相關(guān)性和平滑性兩個方面研究不同時空尺度下風(fēng)電波動性的統(tǒng)計學(xué)規(guī)律。文獻(xiàn)[8]基于內(nèi)蒙電網(wǎng)2年來的歷史數(shù)據(jù)，采用概率統(tǒng)計和序列分析的方法對風(fēng)電波動特性及出力特性進(jìn)行分析，對不同容量風(fēng)電入網(wǎng)對電網(wǎng)有功功率平衡的影響進(jìn)行了仿真。

上述文獻(xiàn)從不同方面對風(fēng)電出力特性進(jìn)行了分析，但分析缺乏系統(tǒng)性，沒有全面認(rèn)識到風(fēng)電時序特性對電網(wǎng)影響，且對風(fēng)電場群及不同場群之間出力特性的聯(lián)系缺乏分析，同時也沒有基于特性指標(biāo)分析風(fēng)電場群與電網(wǎng)運(yùn)行之間的潛在關(guān)系?；诖?，本文對風(fēng)電時序特性進(jìn)行全面分析，首先建立一套從多角度反映風(fēng)電時序特性對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行影響的特征指標(biāo)，然后根據(jù)各風(fēng)電場的真實(shí)出力數(shù)據(jù)分別從時間和空間角度上分析風(fēng)電時間序列的規(guī)律，最后根據(jù)分析的結(jié)果評估風(fēng)電時序特性對電網(wǎng)的影響。本文的研究成果可為系統(tǒng)調(diào)度計劃的制定提供可靠依據(jù)，為風(fēng)電的長期規(guī)劃、風(fēng)電與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考和借鑒。

1 風(fēng)電時序特性指標(biāo)研究

風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)速、氣壓梯度力等的影響，其出力具有較強(qiáng)的隨機(jī)性與間歇性，對電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓等都有較大影響，增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度，也成為制約風(fēng)電進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。掌握風(fēng)電波動性在不同時間、空間尺度上的內(nèi)在規(guī)律，全面細(xì)致地把握風(fēng)電輸出功率的變化特性，依據(jù)變化特性指導(dǎo)風(fēng)電運(yùn)行，在考慮經(jīng)濟(jì)和實(shí)用性的基礎(chǔ)上提升電力系統(tǒng)對風(fēng)電的接納能力，是解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行難題的關(guān)鍵。

風(fēng)電出力的隨機(jī)性是其區(qū)別于傳統(tǒng)電源的最顯著特征。通過分析風(fēng)電出力隨機(jī)性的分布特性而掌握其變化規(guī)律是研究風(fēng)電出力特性的基礎(chǔ)。

風(fēng)電場一天中經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)速在接近零和額定風(fēng)速范圍內(nèi)的波動，因此風(fēng)電出力經(jīng)常在接近零出力和額定出力之間變化，風(fēng)電功率波動性強(qiáng)。電力系統(tǒng)每天的負(fù)荷曲線都有一個最高的波峰與一個最小的波谷，其差值即為該天負(fù)荷的最大峰谷差，簡稱峰谷差。風(fēng)電接入系統(tǒng)以后，如果使常規(guī)能源機(jī)組承擔(dān)的剩余負(fù)荷峰谷差減小，則說明該風(fēng)電的接入改善了系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，否則，將加劇系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的惡化。隨著大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)，風(fēng)電的波動特性成為電力系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

風(fēng)電場出力的相關(guān)性對于風(fēng)電出力特性有較大影響。相關(guān)性越弱，總出力的平滑效應(yīng)越強(qiáng)，進(jìn)而可降低系統(tǒng)的備用需求、爬坡速率需求以及輸電通道容量需求，對于系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性有重要影響。風(fēng)電出力之前相關(guān)性也是風(fēng)電出力在空間尺度的重要特性指標(biāo)，風(fēng)電出力與負(fù)荷之間的相關(guān)性又是并網(wǎng)是否友好的關(guān)鍵指標(biāo)。

因此，本文從風(fēng)電出力分布特性、波動性、相關(guān)性研究風(fēng)電時序特性，構(gòu)建一套從多角度反映風(fēng)電時序特性對調(diào)度運(yùn)行影響的特征指標(biāo)。

風(fēng)電具有隨機(jī)性和間歇性。通過研究風(fēng)電出力分布特性，可掌握風(fēng)電出力范圍和頻率分布，對電力系統(tǒng)調(diào)峰和中長期調(diào)度計劃有重大影響?？捎糜趦?yōu)化規(guī)劃設(shè)計，量化研究風(fēng)電送出線路的投資效益，也可用于指導(dǎo)電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行，優(yōu)化年、季、月長時間調(diào)度。

風(fēng)電波動按時間尺度劃分有s級、min級和h級波動；按空間尺度劃分則有單機(jī)、風(fēng)場(集群)和區(qū)域波動等。風(fēng)電波動性與具體分析的時空尺度相關(guān)，相應(yīng)的影響范圍也有所差異：s級到min級的時間尺度，風(fēng)電波動主要影響一、二次調(diào)頻機(jī)組的動作，其波動特點(diǎn)為調(diào)頻機(jī)組的選擇提供參考信息；h級的風(fēng)電出力波動，則主要對實(shí)時調(diào)度或者調(diào)度計劃的制定產(chǎn)生影響。

風(fēng)電場出力之間的相關(guān)性反映系統(tǒng)對風(fēng)電的接納能力。風(fēng)電與負(fù)荷之間的相關(guān)性反映風(fēng)電對系統(tǒng)峰谷差的影響程度，是風(fēng)電對常規(guī)機(jī)組調(diào)峰容量需求的反映，也從不同空間尺度和不同規(guī)模尺度體現(xiàn)了不同的風(fēng)電聚合效應(yīng)，可為配置系統(tǒng)備用提供參考。

1.1 出力分布特性

風(fēng)電出力分布特性用來衡量風(fēng)電的供電能力。本文針對風(fēng)電出力分布特性，主要研究的指標(biāo)如下。

1）風(fēng)電出力占比(可用率)%η，即實(shí)測風(fēng)電有功功率占額定容量的百分比，表達(dá)式為

式中：r()P t為第r個風(fēng)電場在t時刻風(fēng)電的實(shí)測出力；NP為風(fēng)電額定容量。

2）風(fēng)電出力分布特性，即風(fēng)電出力出現(xiàn)在風(fēng)電不同出力水平上的概率。令 Pi為風(fēng)電出力時間序列的出力水平，通常用出力區(qū)間表示。 FPi為第i個出力水平的概率，表達(dá)式為

3）風(fēng)電保證容量[9-10]，是指一定置信度下，風(fēng)電機(jī)組可以替代的常規(guī)機(jī)組容量的大小。風(fēng)電保證容量可為電力規(guī)劃中的電量平衡計算、備用選取、可靠性分析提供參考。設(shè)系統(tǒng)包含的常規(guī)機(jī)組容量為fP，風(fēng)電容量為WP，等效機(jī)組容量為vP，該系統(tǒng)可靠性與常規(guī)機(jī)組相同。xR表示裝機(jī)容量為x的系統(tǒng)的某種可靠性指標(biāo)，表達(dá)式為

定義裝機(jī)容量為wP的風(fēng)電保證容量為vP。

1.2 波動性

波動性是風(fēng)電出力最典型的自然特性，研究不同情況下風(fēng)電波動特性可為電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、運(yùn)行控制方式等提供經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。本文針對風(fēng)電波動特性，主要研究的指標(biāo)如下。

1）風(fēng)電波動率。風(fēng)電波動率是指時間 T內(nèi)最大值與最小值的差值，若最大值出現(xiàn)在最小值之后則差值為正，為正向波動；若最大值出現(xiàn)在最小值之前則為負(fù)向波動。風(fēng)電波動率表達(dá)式為

采用滑窗法計算總長度為n的風(fēng)電出力波動率的概率分布，以T為時間窗口，以t為滑動步長，得到整個風(fēng)電出力在單位時間T內(nèi)所有的波然后對其進(jìn)行概率統(tǒng)計，其統(tǒng)計方法與1.1節(jié)中風(fēng)電出力概率分布統(tǒng)計方法相同(如式(2)所示)。

2）負(fù)荷爬坡/降谷時段的風(fēng)電波動性。負(fù)荷在爬坡/降谷時段，系統(tǒng)中機(jī)組的輸出功率要緊跟負(fù)荷的變化，風(fēng)電出力的負(fù)/正向波動均會對系統(tǒng)調(diào)頻造成影響，嚴(yán)重時可能會引發(fā)頻率越限、系統(tǒng)癱瘓等重大事故的發(fā)生。因此，研究機(jī)組爬坡/降谷時段的風(fēng)電出力的波動性，可為系統(tǒng)調(diào)頻計劃的制定和調(diào)頻任務(wù)的分配提供可靠的依據(jù)。

3）不同風(fēng)電出力過程的風(fēng)電波動性?？紤]風(fēng)電出力具有近似的年度的重復(fù)性，把風(fēng)電出力時間序列劃分為不同的風(fēng)電出力過程，本文考慮到所搜集數(shù)據(jù)的時間尺度并非足夠長，將風(fēng)電過程簡化為風(fēng)電低出力過程、風(fēng)電小波動出力過程、風(fēng)電大波動出力過程[11-12]三類。通過研究不同風(fēng)電出力過程的風(fēng)電波動率的頻率分布，可對風(fēng)電波動特性進(jìn)行定性分析。

1.3 相關(guān)性

風(fēng)電場出力之間的相關(guān)性除了可以用不同風(fēng)電場風(fēng)電出力之間的相關(guān)系數(shù)表示還可以用同時率來表示，反映系統(tǒng)對風(fēng)電接納的程度；風(fēng)電與負(fù)荷的相關(guān)性主要用風(fēng)電調(diào)峰作用為指標(biāo)，反映風(fēng)電接入前后對系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差的影響程度。

1）相關(guān)性系數(shù)是反映某一區(qū)域內(nèi)兩個風(fēng)電場(群)間電力時間序列相關(guān)性的指標(biāo)。如風(fēng)電場 A與風(fēng)電場B之間的出力相關(guān)性系數(shù)表達(dá)式為

對于月、年等統(tǒng)計時段，可統(tǒng)計某個風(fēng)電場相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計區(qū)間的概率分布。

2）同時率數(shù)值上等于出力之和與裝機(jī)容量之和的比例，即時刻t的同時率R(t)為

3）風(fēng)電的調(diào)峰特性指標(biāo)，主要是指將風(fēng)電作為“負(fù)”的負(fù)荷計算得到等效負(fù)荷，等效負(fù)荷峰谷差與原始負(fù)荷峰谷差的變化情況。設(shè)系統(tǒng)一天之內(nèi)負(fù)荷為 Pli，風(fēng)電出力為， i= 1,2,3,…,24×60/Δt，等效負(fù)荷與原始負(fù)荷之間的變化量P?為

?P為正時，表明風(fēng)電接入后增大了等效負(fù)荷峰谷差大于原始負(fù)荷；?P為負(fù)時，表明風(fēng)電接入后等效負(fù)荷峰谷差小于原始負(fù)荷。通過分析風(fēng)電接入前后等效負(fù)荷與原始負(fù)荷之間變化的概率分布可以評價風(fēng)電接入對系統(tǒng)調(diào)峰的總體影響，從而可以判斷系統(tǒng)接納風(fēng)電的難度。

2 風(fēng)電出力時序特性分析

本文以東北地區(qū) 20個風(fēng)電場真實(shí)出力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，風(fēng)電時間序列的采樣間隔為15 min。風(fēng)電場按地理位置可分為A、B、C3個風(fēng)電場群，在本文所統(tǒng)計的風(fēng)電場中，A地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)占風(fēng)電總裝機(jī)的56.8%，B地區(qū)占31%，C地區(qū)占11.8%。

2.1 風(fēng)電出力分布特性

圖1為全年風(fēng)電場群日平均和月平均出力分布圖?？梢钥闯?，風(fēng)電場群日平均出力主要集中在裝機(jī)容量的0～40%范圍內(nèi)，相鄰日之間有時會出現(xiàn)較大的跳躍，存在連續(xù)數(shù)日風(fēng)電日平均出力較大和連續(xù)數(shù)日風(fēng)電平均出力較小的情況。

圖1 風(fēng)電場群日平均和月平均出力分布Fig. 1 Daily average and monthly average output distribution of wind farms

圖2為風(fēng)電場群各月利用小時數(shù)及最大出力分布圖。可以看出，風(fēng)電月利用小時數(shù)的年內(nèi)分布有一定的差異，4、5、10、11月的風(fēng)電利用小時數(shù)較大，超過180 h；而7、8月風(fēng)電利用小時數(shù)最低，在 60～90 h范圍內(nèi)；風(fēng)電場群出力具有典型的季節(jié)性，春季(3—5月)、秋季(9—11月)風(fēng)電資源豐富，風(fēng)電利用小時數(shù)最高，冬季(12、1、2月)次之，夏季(6—8月)最低。

圖2 風(fēng)電場群各月風(fēng)電發(fā)電量及最大出力分布Fig. 2 Monthly wind power generation and maximum output distribution of wind farms

為進(jìn)一步量化風(fēng)電場群的風(fēng)電出力分布，圖3給出了負(fù)荷高峰時段風(fēng)電出力累計概率分布圖。風(fēng)電保證容量與風(fēng)電出力占比相關(guān)。由圖 3可知，在95%的置信水平下，風(fēng)電場群保證容量在裝機(jī)容量的 3%以下，這說明在負(fù)荷高峰時段風(fēng)電能夠基本確保提供的容量比例較低。

圖3 負(fù)荷高峰時段的風(fēng)電保證容量Fig. 3 Wind power guaranteed capacity during peak load hours

2.2 風(fēng)電出力的波動性

圖4 風(fēng)電波動率的概率分布圖Fig. 4 Probability distribution of wind power volatility

圖5 15 min時間尺度下風(fēng)電波動率累計概率分布圖Fig. 5 Accumulated probability distribution of wind power volatility at 15-minite-time scale

經(jīng)統(tǒng)計，風(fēng)電場群不同時間尺度風(fēng)電出力波動近似概率分布和不同區(qū)域范圍內(nèi)風(fēng)電波動累計概率分布情況分別如圖4、圖5所示。由圖4可知，風(fēng)電出力波動率在-3%～3%范圍內(nèi)的概率如下：15 min時間尺度下為95.76%，1 h時間尺度下為69.76%，4 h時間尺度下為15.95%，24 h時間尺度下為0%。15 min和1 h時間尺度下波動率在-3%～3%之間的概率值最大；4 h時間尺度下波動率在-12%～-9%和0～3%之間的概率值最大，分別為 10.54%和 11.48%；24 h時間尺度下波動率在-30%～-27%和-36%～-33%范圍內(nèi)的概率值最大，分別為8.94%和7.40%；隨著時間尺度增加，風(fēng)電波動率的頻率分布從“窄而高”變得“寬而矮”，即波動明顯加劇，風(fēng)電正反向波動出現(xiàn)的概率始終維持基本相同。

從圖 5可以看出，某風(fēng)電場風(fēng)電出力在15 min時間尺度下的波動率大于 1%的概率為60%，A地區(qū)為34%，而3個場群則為27%，隨著統(tǒng)計區(qū)域的擴(kuò)大，風(fēng)電出力的平滑性增加，波動減小。

圖6 各風(fēng)電出力過程持續(xù)時間及15 min時間尺度下的波動率累計概率分布圖Fig. 6 The cumulative probability distribution of volatility in the duration of each wind power output process under 15 minute-time scale

圖6為風(fēng)電場群各風(fēng)電出力過程持續(xù)時間和15 min時間尺度下波動率的累計概率分布圖。由圖 6(a)可以看出，風(fēng)電場群風(fēng)電大波動出力過程的持續(xù)時間集中在24～204 h內(nèi)，小波動出力過程集中在0～108 h內(nèi)，低出力過程集中在0～48 h內(nèi)；其中，大波動出力過程持續(xù)時間大于24 h的概率為100%，小波動出力過程為20.73%，低出力過程為16.26%。由圖6(b)可以看出，大波動出力過程的在15 min時間尺度下的波動率大于1%的概率值為 37.67%，小波動出力過程為 28.60%，低出力過程為2.54%。

為評估風(fēng)電波動緊跟負(fù)荷的變化程度，圖 7給出了風(fēng)電場群各月份負(fù)荷爬坡/降谷時段風(fēng)電發(fā)生正/負(fù)向波動的概率圖。由圖7可知，負(fù)荷爬坡/降谷時段，風(fēng)電發(fā)生正/負(fù)向波動概率曲線均集中在 50%左右。其中，對于負(fù)荷爬坡時段，5月份風(fēng)電發(fā)生負(fù)向波動概率明顯大于正向波動的；對于負(fù)荷降谷時段，3、6、10月份風(fēng)電發(fā)生正向波動的概率明顯大于發(fā)生負(fù)向波動的；降谷時段風(fēng)電出現(xiàn)正向波動的概率大于爬坡時段出現(xiàn)負(fù)向波動的概率。

圖7 負(fù)荷爬坡/降谷時段風(fēng)電出現(xiàn)正向/負(fù)向波動的概率Fig. 7 Probability of positive/negative fluctuations in wind power during load climbing/falling

2.3 風(fēng)電出力的相關(guān)性

不同風(fēng)電場出力之間的相關(guān)性反映風(fēng)電場之間出力變化趨勢的一致性。以3個臨近風(fēng)電場為例，2月 6日—13日各風(fēng)電場出力曲線如圖8所示，可以看出3個風(fēng)電場出力變化趨勢相近，具有很強(qiáng)的相關(guān)性。

圖8 各風(fēng)電場風(fēng)電出力曲線Fig. 8 Wind power output curve of each wind farm

表1為各風(fēng)電場出力之間的相關(guān)系數(shù)。其中，1號風(fēng)電場位于C地區(qū)，2號風(fēng)電場位于B地區(qū)，3號風(fēng)電場位于A南部地區(qū)，其他風(fēng)電場位于A北部地區(qū)。以6號風(fēng)電場為例，6號與1號最遠(yuǎn)，相關(guān)系數(shù)為0.01，隨著風(fēng)電場之間距離的減小，風(fēng)電場之間的相關(guān)系數(shù)在增大，6號與5號最近，相關(guān)系數(shù)為0.82。

表1 風(fēng)電場出力相關(guān)系數(shù)Tab. 1 Wind farm output correlation coefficient

將風(fēng)電作為“負(fù)”的負(fù)荷計算得到等效負(fù)荷，分析風(fēng)電場群接入省級電網(wǎng)后前、后，原始負(fù)荷與等效負(fù)荷峰谷差之間的變化情況，結(jié)果如圖 9所示。從圖中可以看出，風(fēng)電接入后，等效負(fù)荷峰谷差大于原始負(fù)荷峰谷差的概率超過60%，峰谷差率增大的概率為70%，其中，峰谷差最大可增加1000 MW。因此，風(fēng)電場群出力具有明顯的反調(diào)峰作用，給系統(tǒng)調(diào)峰帶來了較大壓力。

圖9 風(fēng)電接入前/后，原始負(fù)荷和等效負(fù)荷的峰谷差、峰谷差率之間變化情況的概率分布圖Fig. 9 Probability distribution of the change of peak-to-valley and the peak-to-valley difference between the original load and the equivalent load before and after the wind power is connected

3 風(fēng)電出力對省級電網(wǎng)的影響

3.1 風(fēng)電對調(diào)頻的影響

根據(jù) 2.2節(jié)風(fēng)電波動性的統(tǒng)計結(jié)果可知，在15 min時間尺度下風(fēng)電場群風(fēng)電波動率-6%～6%范圍內(nèi)的概率值為99.55%，考慮到風(fēng)電場群風(fēng)電裝機(jī)容量為3298 MW，風(fēng)電波動引起系統(tǒng)負(fù)荷變化率小于 1.02%/min，所以在短時間尺度下風(fēng)電波動不會給系統(tǒng)的頻率調(diào)整造成重大影響。分析風(fēng)電在負(fù)荷爬坡和降谷時段的波動特性可知，風(fēng)電各月份發(fā)生正負(fù)向波動的概率均集中在50%，只有個別月份的風(fēng)電會在負(fù)荷爬坡/降谷時段出現(xiàn)比較明顯的負(fù)/正向波動，且風(fēng)電在短時間尺度下波動幅度小，所以當(dāng)系統(tǒng)中風(fēng)電裝機(jī)容量在一定范圍內(nèi)時，風(fēng)電波動對機(jī)組在負(fù)荷爬坡/降谷時段的頻率調(diào)節(jié)影響不大。因此，當(dāng)省級電網(wǎng)的風(fēng)電裝機(jī)容量的比例在一定范圍內(nèi)，在短時間尺度下風(fēng)電波動的調(diào)頻需求并不大，可由機(jī)組的一次、二次調(diào)頻完成。

3.2 風(fēng)電對調(diào)峰的影響

根據(jù) 2.3節(jié)風(fēng)電接入前、后，原始負(fù)荷與等效負(fù)荷峰谷差的統(tǒng)計結(jié)果可知，風(fēng)電接入后等效負(fù)荷峰谷差大于原始負(fù)荷峰谷差的概率為60%，最大可使等效負(fù)荷峰谷差增加1000 MW，風(fēng)電反調(diào)峰特性明顯。省級電網(wǎng)直調(diào)裝機(jī)以火電為主，水電比例極小，電源結(jié)構(gòu)不合理，缺乏靈活調(diào)峰電源，大規(guī)模風(fēng)電接入后增加了電網(wǎng)的調(diào)峰難度，冬季供熱期負(fù)荷低谷時段風(fēng)電幾乎沒有發(fā)電空間，負(fù)荷高峰時段一方面由于火電機(jī)組受煤質(zhì)、設(shè)備和供熱等因素的影響，調(diào)峰幅度不能滿足設(shè)計調(diào)峰要求，影響了電網(wǎng)對風(fēng)電的接納；另一方面由于風(fēng)電自身的隨機(jī)性和間歇性特征，根據(jù)負(fù)荷高峰時段時風(fēng)電累計概率分布(如圖 8所示)可知，在 95%的置信度下，風(fēng)電保證容量在裝機(jī)容量的 3%以下，此時需要開啟足夠容量的常規(guī)機(jī)組來確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)調(diào)峰能力和對風(fēng)電的接納空間?？紤]到風(fēng)資源條件以及調(diào)峰現(xiàn)狀，首先需要加快調(diào)峰電源建設(shè)，配備較大的調(diào)峰容量；其次需要將風(fēng)電納入日前調(diào)度計劃和日內(nèi)的電力電量平衡中，日內(nèi)進(jìn)行日前調(diào)度計劃滾動調(diào)整，以滿足風(fēng)電接入對電網(wǎng)調(diào)峰要求，解決省級電網(wǎng)調(diào)峰與風(fēng)電消納之間矛盾。

3.3 A地區(qū)風(fēng)電集中接入對電網(wǎng)的影響

A地區(qū)是省級電網(wǎng)風(fēng)電集中接入地區(qū)，為省級電網(wǎng)末端，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱。通過分析A地區(qū)集中接入點(diǎn)之一的臨近 3個風(fēng)電場的風(fēng)電出力(如圖8所示)可知，這3個風(fēng)電場出力表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，導(dǎo)致風(fēng)電總出力波動大，對電網(wǎng)沖擊大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。此外，A地區(qū)風(fēng)電場出力之間相關(guān)性強(qiáng)，同時率高，該地區(qū)最大負(fù)荷僅為900 MW，而風(fēng)電的裝機(jī)容量已接近 2000 MW，大量風(fēng)電必須外送。由于受該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)限制，風(fēng)電大發(fā)時經(jīng)常發(fā)生輸電線路接近滿載，在風(fēng)電外送斷面接近穩(wěn)定極限的情況下，不得不采取棄風(fēng)的措施，A地區(qū)風(fēng)電消納問題嚴(yán)重。因此，風(fēng)電集中接入規(guī)模應(yīng)依據(jù)電網(wǎng)實(shí)際條件和建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行合理評估，保障風(fēng)電健康有序發(fā)展。

4 結(jié)論

本文以分析風(fēng)電出力時序特性對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行影響為目的，從出力分布特性、波動性及相關(guān)性3個方面分析了風(fēng)電時序特性，得出以下結(jié)論：

1）文中風(fēng)電場群出力時序特性具有以下特點(diǎn)：風(fēng)電出力具有明顯的季節(jié)性，春秋季風(fēng)電月利用小時數(shù)最大，冬季次之，夏季最??；風(fēng)電出力大波動過程一般持續(xù)時間較長，超過24 h，且波動率大，對電網(wǎng)運(yùn)行影響顯著；當(dāng)風(fēng)電場之間的距離比較近時，出力相關(guān)性高，波動大，隨著距離增大，出力平滑性增加，波動減小。

2）在風(fēng)電裝機(jī)容量不超過一定比例時，風(fēng)電波動對系統(tǒng)調(diào)頻要求低，在短時間尺度下可由機(jī)組一、二次調(diào)頻完成。風(fēng)電具有明顯的反調(diào)峰特性，需要加快調(diào)峰電源建設(shè)，將風(fēng)電納入日前、日內(nèi)調(diào)度計劃，以滿足風(fēng)電調(diào)峰的需求。

3）A地區(qū)為省級電網(wǎng)風(fēng)電集中接入地區(qū)，同一接入點(diǎn)的風(fēng)電場之間出力的相關(guān)系數(shù)高，風(fēng)電總出力的波動大，對電網(wǎng)的沖擊大，不利用風(fēng)電的接納；同時由于大規(guī)模風(fēng)電接入點(diǎn)一般位于電網(wǎng)末端，受網(wǎng)架結(jié)構(gòu)限制，風(fēng)電輸送容量有限，A地區(qū)風(fēng)電消納問題嚴(yán)重。