特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度計劃模型

吳昆霖 曾波

摘 要：隨著中國大容量電源基地數(shù)量不斷增加，特高壓交直流電網(wǎng)也在快速的發(fā)展，大功率遠(yuǎn)距離輸電也已經(jīng)逐漸成為電力輸送的常態(tài)。通過特高壓直流跨區(qū)輸送風(fēng)光清潔能源的需求也日益強(qiáng)烈，為了解決風(fēng)光能源的隨機(jī)波動不易直流外送的問題，做好特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度調(diào)整計劃工作就顯得極有必要了。文章針對該問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，以求能夠更好的提升風(fēng)光火電力外送能力。

關(guān)鍵詞：特高壓直流；風(fēng)光火電力；一體化；調(diào)度計劃模型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.144

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，近些年來，我國在西北地區(qū)建設(shè)的風(fēng)光火電力特高壓直流電網(wǎng)數(shù)量越來越多，風(fēng)能的應(yīng)用節(jié)約了大量的資源和能源，但是由于風(fēng)光能源具有極強(qiáng)的水基型和不可控性，因此直流直接外送的難度比較大，為了更好的發(fā)揮風(fēng)光電力的優(yōu)勢，滿足人們的用電需求，結(jié)合特高壓直流外送風(fēng)光火電力特點，做好一體化調(diào)度工作是其發(fā)展的核心所在，下面，筆者將對其進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1 一體化計劃模型

特高壓直流外送風(fēng)光或電力一體化需要考慮多方面的問題，其基本示意圖如下圖1所示，從圖中可以看出外送風(fēng)光1在省調(diào)主網(wǎng)內(nèi)部，其通過特定的外送通道對外進(jìn)行輸送，直至其達(dá)到受端電網(wǎng)，而外送風(fēng)光2則不在省調(diào)主網(wǎng)之中，但是其通過其他的交易渠道，也能夠進(jìn)入到外送通道與外送風(fēng)光一起被送入到受端電網(wǎng)。

在特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度計劃模型中，其重要的約束條件有以下幾種，即直流外平衡約束、直流運行約束、火電運行約束、火電“三公”電量約束、外送電力交易約束及外送通道限額約束、直流出力維持約束。而所謂的直流出力維持約束一般指的是在電力外送過程中，為了保障直流出力的相對穩(wěn)定，模型可以根據(jù)需要，通過人工設(shè)置在特定時間段內(nèi)保持一個相對比較固定的傳輸功率，這樣能夠有效的降低輸送過程中的電力損耗。而且一般情況下，特高壓直流除了輸送外送風(fēng)光電力及配套火電以外，其還承擔(dān)著送端省份的其他電力交易外送任務(wù)，因此，在這個時候電力輸送就需要滿足外送電力交易約束，這種約束可以分為電力交易電量約束和電力交易電力約束兩種不同的類型?？偟膩碚f，在一體化調(diào)度計劃模型中，由于地形、環(huán)境、實際需要等因素的影響，其在外送時所受到的影響也可謂是多種多樣，電力外送過程中要具體問題具體分析[1]。

2 運行模型設(shè)置

在特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度計劃模型中存在有兩個外部條件將會直接的對電力輸送結(jié)果產(chǎn)生影響，一是直流輸電的運行方式問題，二則是誰負(fù)責(zé)平抑外送風(fēng)光電力的波動性問題。結(jié)合現(xiàn)有的外送風(fēng)光電力和配套火電捆綁式外送實際情況來看，直流計劃基本上都是根據(jù)開機(jī)狀況與交易情況等事先進(jìn)行科學(xué)計算確定的，也就是所直流輸電在外送過程中將不會參與到后續(xù)調(diào)整工作中，其基本上是不變的。在這個階段直流機(jī)會的確定往往比較粗糙，實際輸電過程中可能即使進(jìn)行調(diào)峰也無法使風(fēng)光外送的電力得到充分的發(fā)揮。在風(fēng)光外送時，針對這種情況，通常會將直流運行方式設(shè)置成參與一體化調(diào)整和不參與一體化調(diào)整兩種不同的模式，這樣才能更加科學(xué)的風(fēng)光外送進(jìn)行調(diào)整，滿足人們的用電需要，提高外送效率。

而在實際的電力外送過程中，無論直流輸電采取何種運行方式，其出力曲線所呈現(xiàn)的狀態(tài)基本上都是平滑的階梯狀，而外送風(fēng)光電力則是無規(guī)律的波動曲線，這個波動過程中實際上就是外送電力交易的表現(xiàn)形式，在電力外送過程中如果是外送電力交易平抑風(fēng)光波動，那么就是送端省份內(nèi)部機(jī)組負(fù)責(zé)波動調(diào)整，這種調(diào)整沒有滿足外送風(fēng)光電力與配套火電捆綁外送的原定計劃目標(biāo)，難以真正的發(fā)揮外送的優(yōu)勢。針對該問題的主要解決措施有如下兩種，一是完全不參與波動調(diào)整，借助恒定功率完成外送工作，二是按照高峰低谷的模式以平滑的梯形曲線方式完成外送工作，而在實際操作過程中，要應(yīng)用以上兩種方式就需要適當(dāng)?shù)脑黾蛹s束，以保證可靠外送[2]。

3 特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度計劃模型建立應(yīng)注意問題

電力外送過程中由于多種因素的影響，不可避免的會出現(xiàn)電力損耗的問題，由于輸送距離比較遠(yuǎn)，在輸送過程中電力交易所遇到的問題也比較多，因此，很難保證外送的電力能夠百分之百的發(fā)揮其應(yīng)用的價值。文章由于篇幅有限，在對特高壓直流外送風(fēng)光火電力一體化調(diào)度模型進(jìn)行分析時，是直接采用風(fēng)光預(yù)測值展開的分析，其沒有考慮配套火電開機(jī)狀態(tài)，外送風(fēng)光預(yù)測及電力交易等情況，也沒有對風(fēng)光電力的不確定性問題，風(fēng)光預(yù)測可能會出現(xiàn)的誤差等進(jìn)行深入的剖析。而以上問題都是模型在建立過程中，應(yīng)當(dāng)深入考慮的問題，在建立模型時，必須要具體問題具體分析，結(jié)合實際情況解決好以上問題，以便能夠更好的提高外送效率，發(fā)揮風(fēng)光火電力的作用。

總之，針對外送風(fēng)光電力、配套火電通過特高壓直流捆綁外送的現(xiàn)實需要，文章論述了幾種常用的外送模型，并結(jié)合這些模型的特點對其進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠更好的解決特高壓直流外送風(fēng)光火電力中的不穩(wěn)定因素，更好的對外送風(fēng)光進(jìn)行預(yù)測，以便更好的節(jié)約能源，真正的實現(xiàn)節(jié)能節(jié)源。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉振亞，張啟平，董存，張琳，王智冬.通過特高壓直流實現(xiàn)大型能源基地風(fēng)、光、火電力大規(guī)模高效率安全外送研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2014（16）：2513-2522.

[2]程雄，程春田，申建建，勵剛，陸建宇.大規(guī)?？鐓^(qū)特高壓直流水電網(wǎng)省兩級協(xié)調(diào)優(yōu)化方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2015（01）：151-158+23.