規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響研究

李瑞明 班宇廷

摘 要：對于風(fēng)電來說，其是我國最關(guān)鍵的一種新興清潔型能源，具備大量有別于普通電源的明顯特征。風(fēng)能的轉(zhuǎn)變特征影響著風(fēng)電出力具備良好的靈活轉(zhuǎn)變性。近年來，伴隨風(fēng)電連結(jié)的范圍日漸加大，必然會對電網(wǎng)調(diào)度造成一些干擾。本文將主要圍繞規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)作的影響展開分析和探究。

關(guān)鍵詞：規(guī)模風(fēng)電；電網(wǎng)調(diào)度；清潔型能源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.172

0 引言

規(guī)模風(fēng)電連結(jié)電網(wǎng)，對其調(diào)度運(yùn)作產(chǎn)生的主要影響通常展現(xiàn)在連接點(diǎn)的電能質(zhì)量、電壓掌控和無功監(jiān)管，電網(wǎng)和掌控區(qū)的電能規(guī)劃和運(yùn)作功效，全網(wǎng)的可靠性三大方面。而綜合風(fēng)電轉(zhuǎn)變性和掌控區(qū)頻率掌控進(jìn)行考慮是一項較有難度的工作，相關(guān)人員必須要加強(qiáng)此方面的探究。

1 針對電網(wǎng)頻率掌控功效的影響

規(guī)模風(fēng)電連結(jié)電網(wǎng)以后，風(fēng)電的強(qiáng)轉(zhuǎn)變化性勢必會增加電網(wǎng)調(diào)頻難度。并且為平均電量電網(wǎng)進(jìn)行多次的協(xié)調(diào)動作，會致使電網(wǎng)運(yùn)作功效下滑。針對利用掌控區(qū)運(yùn)作功效審核的電網(wǎng)來講，風(fēng)電出力變化會導(dǎo)致其所掌控區(qū)中的機(jī)組展開較多的協(xié)調(diào)動作，有幾率致使此掌控區(qū)CPS參數(shù)的下滑。所以，對風(fēng)電轉(zhuǎn)變性質(zhì)展開剖析，比較風(fēng)電連結(jié)前后電網(wǎng)內(nèi)部機(jī)組出力協(xié)調(diào)的升量，在此前提下對掌控區(qū)掌控功效參數(shù)予以評判，有著至關(guān)重要的作用[1]。

1.1 電網(wǎng)調(diào)節(jié)量的轉(zhuǎn)變

電網(wǎng)運(yùn)作進(jìn)程中，負(fù)荷是在隨時轉(zhuǎn)變的。在負(fù)荷驟增或者驟降時，電網(wǎng)經(jīng)過協(xié)調(diào)機(jī)組出力來解決負(fù)荷變化所形成的功率不均衡。在風(fēng)電連結(jié)電網(wǎng)之后，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)動作要完成均衡負(fù)荷和風(fēng)電的總轉(zhuǎn)變，也就是凈負(fù)荷的轉(zhuǎn)變。探究其概率散布規(guī)律，把其和不涵蓋風(fēng)電的單純負(fù)荷的概率散布展開對比，便能掌握風(fēng)電進(jìn)入后電網(wǎng)協(xié)調(diào)量的轉(zhuǎn)變。

將2019年當(dāng)做對象探究年，針對電網(wǎng)凈負(fù)荷和負(fù)荷各個時間階段（15、30分鐘、一小時）轉(zhuǎn)變量的概率散布特點(diǎn)予以剖析。通過研究可發(fā)現(xiàn)：各個時間階段中，凈負(fù)荷的轉(zhuǎn)變量都超過負(fù)荷的轉(zhuǎn)變量，然而顯著低于負(fù)荷轉(zhuǎn)變量的直接積累，這代表風(fēng)電連接后，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)量予以提升，然而漲幅程度較弱。這是因?yàn)轱L(fēng)電在整個網(wǎng)中消納時，風(fēng)電的轉(zhuǎn)變性是整體負(fù)荷轉(zhuǎn)變性有效中和，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)壓力隨之有所減少。

1.2 掌控區(qū)CPS2參數(shù)的轉(zhuǎn)變

對于CPS2而言，其是對網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)掌控區(qū)頻率掌控功效的審核指標(biāo)，通過某一階段內(nèi)掌控區(qū)ACE通過率當(dāng)做審核標(biāo)準(zhǔn)，需要ACE一個10min內(nèi)的平均值確保掌控在合理范疇L10之內(nèi)。

掌控區(qū)CPS2反饋出掌控區(qū)處理凈負(fù)荷轉(zhuǎn)變、功率互換規(guī)劃轉(zhuǎn)變的水平，其展現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)和負(fù)荷轉(zhuǎn)變性、掌控區(qū)有關(guān)的功率互換規(guī)劃轉(zhuǎn)變、區(qū)內(nèi)備用聯(lián)系十分緊密，CPS2有效率要小于89%。

依據(jù)凈負(fù)荷、負(fù)荷的集中散布特征的差異來剖析風(fēng)電連結(jié)之后CPS2的轉(zhuǎn)變，一定要提出以下假定：首先，CPS2未合格只通過凈負(fù)荷或者負(fù)荷的轉(zhuǎn)變所引發(fā)；其次，凈負(fù)荷與負(fù)荷的轉(zhuǎn)變負(fù)荷要求正態(tài)散布；再次，掌控區(qū)功率互換規(guī)劃沒有變化；最后，掌控區(qū)備用情況恒定。

這些假定把CPS2的干擾要素規(guī)定成凈負(fù)荷和負(fù)荷的轉(zhuǎn)變。針對凈負(fù)荷和負(fù)荷轉(zhuǎn)變量的聯(lián)合剖析闡述兩者都負(fù)荷規(guī)范正態(tài)散布，所以CPS2參數(shù)和轉(zhuǎn)變量的置信區(qū)間相匹配。對比負(fù)荷轉(zhuǎn)變和凈負(fù)荷轉(zhuǎn)變的置信區(qū)間，便能明確風(fēng)電銜接之后CPS2的轉(zhuǎn)變。通過研究可發(fā)現(xiàn)：和負(fù)荷轉(zhuǎn)變的正態(tài)散布中展現(xiàn)是一個狹小的置信區(qū)間，其和風(fēng)電連結(jié)之后掌控區(qū)全新的CPS2相適應(yīng)。

使用以上辦法，在我國某市電網(wǎng)初始CPS2中取各種數(shù)值，依次思索凈負(fù)荷、負(fù)荷在15分鐘、半小時以及一小時等各個時間段的轉(zhuǎn)變性質(zhì)，表明：風(fēng)電連結(jié)之后，掌控區(qū)和原始CPS2能力息息相關(guān)。掌控區(qū)原始CPS2愈貼近最低準(zhǔn)許值，其下滑程度就愈明顯。時間段愈短，風(fēng)電轉(zhuǎn)變特點(diǎn)愈能獲得資質(zhì)反饋，凈負(fù)荷和負(fù)荷轉(zhuǎn)變間的差別愈明顯，這樣運(yùn)算獲得的掌控區(qū)CPS2轉(zhuǎn)變愈顯著，同時也最貼近現(xiàn)實(shí)。所以可使用較小時間段5分鐘或者一分鐘下有關(guān)的轉(zhuǎn)變性質(zhì)予以運(yùn)算，這樣便能精準(zhǔn)的反饋出風(fēng)電連結(jié)對掌控區(qū)頻率掌控功效的干擾效果。

2 針對電網(wǎng)運(yùn)作備用的影響

2.1 影響要素

規(guī)模風(fēng)電連結(jié)電網(wǎng)以后，其干擾存在電網(wǎng)的協(xié)調(diào)、負(fù)荷追蹤還有機(jī)組開關(guān)機(jī)規(guī)劃之中。在協(xié)調(diào)進(jìn)程，電網(wǎng)要加大1級備用來均衡風(fēng)電的短期轉(zhuǎn)變所導(dǎo)致的功率均衡變化。風(fēng)力的轉(zhuǎn)變特征包括風(fēng)電場地勢散布的平滑作用，影響著此階段環(huán)境中風(fēng)電出力轉(zhuǎn)變性的局限性，所以電網(wǎng)所要加大1級備用也較小。風(fēng)電銜接之后，電網(wǎng)凈負(fù)荷預(yù)估誤差遍布的平均差值與負(fù)荷對比之后又有所增加，這代表風(fēng)電連結(jié)提高了電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)作的不可靠性。然而一年風(fēng)電預(yù)估誤差和負(fù)荷預(yù)估差值重疊不但有積累，同時也有對消。所以，在明確電網(wǎng)作為風(fēng)電銜接所要添加的運(yùn)作備用過程中，通過簡單風(fēng)電的預(yù)估誤差散布當(dāng)做根據(jù)，會獲得傳統(tǒng)的剖析結(jié)果?？茖W(xué)的剖析手段是依次明確電網(wǎng)作為均衡負(fù)荷和凈負(fù)荷預(yù)估誤差需要的備用，兩者差值便是電網(wǎng)提高的備用容量，也就是風(fēng)電銜接之后的備用所需[2]。

2.2 相關(guān)問題和整改建議

首先，電網(wǎng)備用是通過均衡99.71%預(yù)估誤差來認(rèn)定的。而備用所無法均衡的一些預(yù)估誤差，常常出現(xiàn)在極端天氣中，但現(xiàn)階段預(yù)估不能反饋出天氣驟然轉(zhuǎn)變。鑒于此，可利用超短期預(yù)估，提升結(jié)果準(zhǔn)確度。另外，還能強(qiáng)化凈負(fù)荷、負(fù)荷反常預(yù)估誤差實(shí)踐的剖析，創(chuàng)建處理極端反常預(yù)估誤差的應(yīng)急預(yù)案。

其次，依據(jù)凈負(fù)荷、負(fù)荷整年預(yù)估誤差分布認(rèn)定電網(wǎng)備用增量，此年度備用布置手段可操縱高，卻輕視了預(yù)估誤差伴隨月份、季節(jié)的轉(zhuǎn)變的特征。鑒于此，電網(wǎng)可在優(yōu)化風(fēng)電備用所需年度輪換修理的前提下，組織風(fēng)電備用需要的季度、月度輪換修理作業(yè)。

3 結(jié)論

綜上所述，對規(guī)模風(fēng)電介入對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)作的影響展開分析，是時代發(fā)展的必然趨勢。相關(guān)人員一定要對此加以重視。在實(shí)踐中充分結(jié)合現(xiàn)狀，具體問題，具體分析，全面確保電網(wǎng)可靠、安全、良好運(yùn)作，以此提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]余穎輝，郭強(qiáng).大規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響[J].華東電力，2014，42（07）：1337-1340.

作者簡介：李瑞明（1985-），男，山西應(yīng)縣人，研究生，工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)度、電壓合格率、電網(wǎng)無功管理。