水—火—風(fēng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置問(wèn)題研究.pdf

1、面對(duì)人類社會(huì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的需求,近年來(lái)風(fēng)電等可再生能源得到大力發(fā)展,與此同時(shí),風(fēng)電的接入也給發(fā)電系統(tǒng)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。這是由于風(fēng)電具有“大風(fēng)大電、小風(fēng)小電,風(fēng)速高于切出風(fēng)速或低于切入風(fēng)速時(shí)又迅即停電”的特性,這種極為明顯的不確定性和間歇性應(yīng)予特別關(guān)注。目前我國(guó)已建和在建的大型風(fēng)電基地大多位于“三北”地區(qū),這些地區(qū)風(fēng)電脫網(wǎng)事故頻發(fā),給電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)了十分嚴(yán)重的影響。因此,當(dāng)前急需對(duì)風(fēng)電接入發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研

2、究。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)此類問(wèn)題的研究已經(jīng)取得了一定的成果,但仍具有片面性,還有待進(jìn)一步完善。今提出“水—火—風(fēng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置問(wèn)題研究”一文,具體內(nèi)容包括:
　　(1)本文指出了含風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)有功平衡的若干關(guān)鍵問(wèn)題并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況提出相關(guān)建議。我國(guó)電源結(jié)構(gòu)以煤電為主,電力系統(tǒng)中缺乏調(diào)峰電源,主要依賴煤電機(jī)組深度壓負(fù)荷調(diào)峰,其壓負(fù)荷運(yùn)行幅度最高可達(dá)約60％,雖能起到調(diào)峰作用,但代價(jià)很大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,為改善電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力

3、,應(yīng)逐漸減小煤電機(jī)組壓負(fù)荷運(yùn)行的幅度,與此同時(shí),增加各種類型的調(diào)峰性能較好的電源和各種蓄能蓄電設(shè)施。應(yīng)該在保持我國(guó)現(xiàn)有6個(gè)大型區(qū)域電網(wǎng)基本格局的同時(shí),進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián),還可考慮與國(guó)外電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián),提高風(fēng)電跨網(wǎng)消納能力?？梢栽诎l(fā)電側(cè)通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)出力預(yù)測(cè)和限出力運(yùn)行等手段優(yōu)化調(diào)度安排,提高發(fā)電系統(tǒng)可靠性?？紤]到“三北”地區(qū)水電基地、煤炭基地、煤電基地和風(fēng)電基地在地理位置上接近或重合,應(yīng)促進(jìn)水電—火(煤)電—風(fēng)電區(qū)域互補(bǔ)開(kāi)發(fā)格局的形成,這

4、不僅有助于實(shí)現(xiàn)風(fēng)電遠(yuǎn)距離消納,而且可以提高輸電通道的利用率并降低輸電成本。
　　(2)本文針對(duì)火電機(jī)組—風(fēng)電場(chǎng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置問(wèn)題進(jìn)行了研究。根據(jù)已有的風(fēng)資源資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率特性曲線,得出風(fēng)電場(chǎng)的出力—概率特性,而后將風(fēng)電場(chǎng)模型與多狀態(tài)火電機(jī)組模型進(jìn)行耦合,建立火—風(fēng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。在確定優(yōu)化目標(biāo)的基礎(chǔ)上,首先對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行可靠性計(jì)算,而后將技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)理論應(yīng)用于對(duì)該模型進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),最終

5、得到優(yōu)選方案。此外,本文還說(shuō)明了若干風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源條件與互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電保證率之間的關(guān)系。
　　(3)本文針對(duì)水電機(jī)組—火電機(jī)組—風(fēng)電場(chǎng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置問(wèn)題進(jìn)行了研究。應(yīng)用水電機(jī)組對(duì)負(fù)荷持續(xù)曲線進(jìn)行修正相當(dāng)于起到調(diào)峰的效果。文中應(yīng)用能量受限的水電機(jī)組對(duì)原始的負(fù)荷持續(xù)曲線進(jìn)行容量和能量修正,而后引入火電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng),得到水—火—風(fēng)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)模型。在確定優(yōu)化目標(biāo)的基礎(chǔ)上,分別對(duì)該模型進(jìn)行了可靠性計(jì)算和經(jīng)濟(jì)性分析,指出了模型的