电网消纳大规模风电能力分析-论文.pdf

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1、第32卷第8期水电能源科学Vo1．32No．82014年8月WaterResourcesandPowerAug．2014文章编号：1000—7709(2014)08—0193—05电网消纳大规模风电能力分析许可，莫莉，鲜杏，秦跃进(1．湖北省电力勘测设计院，湖北武汉430040；2．华中科技大学水电与数字化工程学院，湖北武汉430074)摘要：随着风电接入电网容量的增加，调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的瓶颈，为此先对电网进行调峰能力计算，得出考虑系统调峰能力约束的风电接纳能力范围，然后计算所选电网的风电场穿透功率极限用以

2、表征风电送出问题，再对风电场并网后的电网进行稳定性分析。并对恩施电网进行实例分析，获得恩施电网的风电消纳能力，验证了该方法的可行性。关键词：风电接入；消纳能力；调峰能力；稳定分析中图分类号：TM712文献标志码：A荷扰动。因此，电网中需要考虑为风电场留出一1引言定备用常规电源以平衡风电场出力的变化。在风电场出力产生较大波动时，需调度电网内其他电按照《风电发展“十二五”规划》，2015年风电厂改变出力水平以平衡风电出力的变化。尤其是并网装机容量将达到1×1O。kw，2020年将超过在负荷较低时，常规电厂机组已调到较低出力，若2×10kW。然而，

3、随着风电接入电网的容量日益此时风电场出力大幅增加，常规机组能否进一步增加，调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制控制出力出让风电负荷决定了电网接纳风电的能约电网消纳风电的瓶颈。电网的风电消纳能力主力，即常规机组在低谷负荷时的调峰能力是限制要受系统负荷大小、负荷特性、电源结构及调节能电网接纳风电能力的关键条件[4]。力、外来电／外送电规模及运行方式、电网安全稳电网可用于平衡风电注入功率的调峰容量计定水平，以及风电出力特性等因素的影响。其中算全网最大负荷发电电力：许多影响因素是不断变化的，如风电在不同季节一等(1一Kl。)(1一K)+。酱(f1)

4、(1)和不同时段的出力特性不同、火电在供热期和非供热期的调节能力不同、水电在丰水期和枯水期全网最低负荷发电电力为：的调节能力不同，不同季节的系统负荷特性不同+)(2)等。因此，系统的风电消纳能力必须综合考虑电网调峰能力、输送空间和安全裕度l_1]。鉴此，本低谷负荷时调峰能力为：文基于以上三方面，以恩施电网为例，分析了电网P盈余一2Pdn1a一PG+P(3)对风电的消纳能力，这对增加能源供应、调整能源系统风电接纳能力为：结构、减少环境污染、实现可持续发展等具有重要Pid—P盈余／(a)(4)意义。其中a—P综／P单；口一(M／N)×100式中，

5、P、P分别为典型日负荷最大、最小负2调峰约束下的风电消纳能力分析荷；P。∽、P叭n㈤分别为区域电网受人、外送电力；t、t。分别为大、小负荷时刻；K⋯为线损率；K2．1系统风电接纳能力为厂用电率；P备用为电网中的负荷备用；为调风电不具有传统火电输出稳定、可调度的特峰比例；P为各类型常规发电机组最大出力；a性，对于电网而言，风电出力波动更像一个负的负为风电同时率；P综为风电场群的综合最大发电收稿日期：2013—10—17，修回日期：2014—05—09基金项目：湖北省自然科学基金项目(2011CDB290)作者简介：许可(1984一)，男，博士、

6、工程师，研究方向为电力系统规划、清洁能源并网，E-mail：hustl125@126．corn·194·水电能源科学功率；P单和为各单个风电场的绝对最大发电功率成的向量；AP、AU分别为线路功率和节点电压之和；口为风电反调峰率；M为反调峰次数；N为增量向量；P⋯、P分别为发电机出力的上、下统计总次数。限组成的向量；Q、Q分别为无功电源出力2．2风电场穿透功率极限计算上、下限组成的向量；P。、Q。均为电源初始状态出风电场穿透功率极限(叩穿)是指给定规模电力向量；E为所有元素为1的行向量。网可接入的最大风电功率，其计算公式为：2-2_3风电场并网

7、运行后的系统稳定性分析风电场在短时间内完全切除是大规模风电接p⋯77穿一塑×100(5)r系荷入给电网带来的最严重扰动，该情况下极可能发式中，P系统为系统能够接受的最大风电场装机容生系统频率和电压的同时失稳；风速的大幅波动量；P系荷为系统最大负荷。会造成风电场出力的大幅度波动，从而恶化系统2_2-1风电穿透功率极限的主要影响因素的调峰调频性能；线路短路故障会影响风电机组风电穿透功率极限的影响因素很多，本文主的暂态调节性能，故障切除后风电场的恢复速度要侧重于技术性，具体内容如下l6]。影响风电场的出力。为此，分别考虑风电场切机、(1)系统的备用

8、容量。系统保持足够的备用风电场阵风扰动和线路短路故障下相关母线和水容量和频率、电压调节能力可以防止大规模的风电站的暂态稳定性，具体分析见文献Is]。电切除后系统频率