大规模风电接入对宁夏电网调峰的影响研究

宁夏风电装机增长迅速,随着大规模风电的上网发电,风电有功出力的随机性、间歇性对电力系统调峰的影响日益增大.文章分析了宁夏电网网架结构、负荷以及电源特性.结合宁夏电网2012年实测数据,直观显示了宁夏电网风电出力在不同时段的波动特性,分析了大规模风电接入对宁夏电网调峰能力的影响.文章还评估了宁夏电网2013年典型运行方式下风电接纳水平.结合上述研究结果,文章提出了改善大规模风电接入后宁夏电网调峰能力的方法.     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

风电并网下含核电受端电力系统调峰问题研究

  目的  随着风电装机规模和比重的不断提升,受风电反调峰特性的影响,含核电的受端电力系统（如广东电网）在汛期的调峰问题将更为凸显。为了保障多类型电源协调发展和电网的安全可靠运行。  方法  针对风电并网下含核电的受端电力系统调峰问题,在充分分析国内外核电机组参与调峰情况及其技术经济性的基础上,结合常规确定性调峰校核方法存在的不足,提出了确定性与概率性相结合、典型周/典型日和全年8 760 h全景模拟相结合的系统调峰平衡分析方法。  结果  以我国某沿海省级电网为例,采用所提方法,分析不同风电和外电场景下电网的调峰形势,并提出相应措施建议。  结论  所述方法能够发挥确定性与概率性两种方法各自的优点,对系统调峰平衡进行更为全面和有效的分析与校核。     

电网对大规模风电消纳能力分析

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。     

电网消纳大规模风电能力分析

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。     

国外风电并网特点及对我国的启示

国外风电发达国家已有风电场大多装机规模较小,主要是分散接入配电网就地消纳。风电大规模并网依赖于坚强电网的支撑,同时也需要其他电源的支持和协调发展。如丹麦东部电网通过交流输电线路与挪威、瑞典、芬兰等国组成北欧电网,西部电网则通过德国电网与欧洲大陆互联电网相联,北欧电网中的大量水电为丹麦风电提供了足够的调峰支持;而美国大量具有灵活调节能力的燃气电站为风电快速发展提供了保障。国外针对未来风电大规模开发,规划通过高电压等级线路接入电网,远距离输送至负荷中心地区,并且扩展输电网以扩大风电消纳范围和规模。风电发达国家都制定了严格的并网导则且强制执行,风电收购政策根据风电发展的不同阶段不断调整,同时广泛开展了风电功率预测工作,并对风电进行有效调控。我国风电在持续快速发展中暴露出一些问题,如风电开发缺乏统一规划,配套电网建设难度较大;系统调峰能力不足;电网建设滞后于电源建设,尤其是跨大区电网的互联规模不足;风电技术和运行水平较低,相关政策有待完善等。建议我国应努力优化电源结构,增加电源装机中调峰电源和灵活调节电源的比重;建设坚强智能电网,解决风电大规模接入和输送问题;完善相关法律和政策支持体系。     

包含风电的电力系统调峰能力计算方法探讨

在我国风电大规模并网的背景下,针对水火电混合系统,结合风电并网后系统负荷特性的变化情况,提出并分析了一种更接近于电网实际调峰能力的计算方法。该方法对风电接入后电网实际调峰能力的研究有借鉴意义。     

浅谈中国风电并网运行的发展

叙述了中国可再生能源法颁布和实施后,风电超常规发展的势态,中国风电发展在地域分布、电厂规模、接入电网电压等级和风电机组性能等方面的特点以及风电对电网调峰、调频、电压控制、安全稳定运行和调度运行管理方面的影响,中国风电并网中存在的问题及原因,提出,从风电与电网和电源的协调发展、相关政策和标准体系建设、风电机组性能的提升以及加强风电运行管理等方面的改进措施和建议。     

大规模风电接入对福建电网调峰的影响

福建省风资源丰富,可供风电开发的场址较多,风电在福建电网中所占比重不断提高。大规模的风电并入电网后,风电出力的随机性和间歇性对电力系统调峰的影响将日益增大。目前对该影响的研究多集中在内陆风电,沿海风电研究相对较少。介绍了风电出力对系统负荷峰谷差的影响机理。结合福建电网的实际负荷数据,分析福建电网的月负荷特性和日负荷特性。在此基础上,结合福建已投沿海风电近三年的实际出力数据,利用数理统计和概率分析的方法,对大规模风电接入对福建电网负荷峰谷差的影响大小及影响的概率分布规律进行研究。分析结果对福建电网风电规划、电网调度等具有意义。     

蒙东地区风电消纳问题分析与研究

针对大规模风电接入给电网安全运行带来的新问题和新挑战,在分析蒙东地区风电运行特点的基础上,从定性和定量两个角度研究了蒙东风电消纳问题。根据蒙东电网的特点,从加强调峰电源和跨区电网建设、突破风电并网运行关键技术、建立完善风电发展的配套政策措施等角度,提出了促进蒙东地区风电消纳的应对措施。     

The economics of wind power with energy storage

We develop a nonlinear mathematical optimization program for investigating the economic and environmental implications of wind penetration in electrical grids and evaluating how hydropower storage could be used to offset wind power intermittence. When wind power is added to an electrical grid consisting of thermal and hydropower plants, it increases system variability and results in a need for additional peak-load, gas-fired generators. Our empirical application using load data for Alberta's electrical grid shows that costs of wind-generated electricity vary from $37 per MWh to $68/MWh, and depend primarily on the wind profiles of installed turbines. Costs of reducing CO₂ emissions are estimated to be $41–$56 per t CO₂. When pumped hydro storage is introduced in the system or the capacity of the water reservoirs is enhanced, the hydropower facility could provide most of the peak load requirements obviating the need to build large peak-load gas generators.     

The influence of generation mix on the wind integrating capability of North China power grids: A modeling interpretation and potential solutions

The large-scale wind power development in China has reached a bottleneck of grid integrating capability. As a result, excess wind electricity has to be rejected in the nighttime low demand hours, when the wind power is ramping up. To compensate for the fluctuation of wind power, new coal-fired power plants are being constructed along with the big wind projects in the North China grids. This study analyzed why adding coal-fired generation cannot remove the bottleneck of wind integration by modeling the operating problem of the wind integration. The peak-load adjusting factor of the regional grid is defined. Building more coal-fired power plants will not increase the adjusting factor of the current grid. Although it does help to increase the total integrated wind power in the short term, it will add difficulties to the long-term wind integration. Alternatively, the coordinated resource utilization is then suggested with the discussion of both the effective pumped hydro storage and the potential electric vehicle storage.     

基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究

  [目的]  由于风电出力的间歇性、随机性和反调峰特性,大规模可再生能源风电并网造成京津唐地区冬季供热季弃风现象愈加严重。  [方法]  为了能够定量研究电源调峰、联络线外送等弃风因素变化时对电网弃风的影响情况,从而准确衡量不同情形下电网对风电的接纳能力,文章从系统调峰的角度,以电热负荷平衡约束、机组出力约束为条件建立风电弃风评估模型。  [结果]  对京津唐电网弃风情况的模拟结果表明,常规电源调峰越深、联络线外送深度越小,系统接纳风电出力的空间越大;而过快的风电装机容量增长速度和较高的热电机组供热比率,会抑制风电出力,从而导致弃风。  [结论]  因此,可通过激励系统中常规电源积极主动进行调峰、控制联络线外送峰谷差和热电机组出力范围来提高系统接纳风电的能力;而根据未来规划水平,选取某一比例的风电装机容量增长速度,即可确定最佳的风电并网规模,控制弃风电量在一定水平内。     

国外抽水蓄能电站发展概况及相关启示

日本是全球抽水蓄能电站装机容量最大、装机比例最高的国家,韩国、西班牙、法国、德国、意大利等国家的抽水蓄能电站装机比例也均接近或者超过5％。日本的抽水蓄能电站已逐步发展成为电力系统的管理工具,韩国将其用于满足调峰填谷、事故备用、提高电网运行效益,西班牙利用抽水蓄能电站独有的填谷功能进一步促进风电的发展．德国消纳大量风电的主要措施之一就是配置较高比例的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站的规模配置主要与地区经济发达程度、区域负荷特性、电源结构、互联系统调峰支援能力等有关,建设条件、建设成本和系统其他调峰手段的经济性也会影响到抽水蓄能电站的建设规模。我国正步人抽水蓄能电站快速发展期,应将其纳入电力中长期发展规划．按照区域电网进行统一配置,并将抽水蓄能电站提供的各项功能纳入系统辅助服务补偿范畴。     

干旱气候下基于风电并网的抽水蓄能电站经济调度模型

抽水蓄能电站配合风电出力有利于降低风电并网对电力系统的影响、提高电能质量、促进大规模风电并网,考虑到干旱气候可能制约抽水蓄能系统的发电和储存能力、进而影响风蓄联合系统的发电调度,以发电总可变成本的最小化为目标函数建立了基于风蓄联合系统的线性规划模型,评估了干旱气候对风蓄联合系统发电调度的影响,并利用变搜索半径优化的粒子群算法对模型进行求解。研究结果表明,干旱气候对风蓄联合系统的发电调度有较大的影响,且干旱气候可能促使系统二氧化碳排放量的增加,系统存储电能能力较强时,风电能有效促进二氧化碳减排;此外,算例分析还验证了所建模型的有效性。     

含风电场电力系统调峰对策综述

大量随机性风功率注入电网导致系统调峰面临严峻的考验。文章首先阐述了风电并网对系统调峰容量和调峰能力的影响,然后总结归纳了当前国内外采取的各种调峰对策,包括风功率预测、风功率控制、互补能源发电以及系统可控备用调度等,最后提出了含风电场电力系统调峰的建议和需进一步深入研究的问题。     

中国西北清洁能源开发与输送若干问题分析

分析了我国清洁能源发展形势和当前风电大规模开发面临的主要问题,指出必须依靠和建设坚强电网,才能实现风电等清洁能源大规模开发利用。提出了西北大规模开发输送风电的思路和举措,特别强调要加强750kV骨干网架及外送电通道建设,解决风电大量集中上网和输送问题;同时,借鉴我国水电梯级调度经验实施大区域流域化风电预测和调度,加强电网调峰能力建设,改善电网接纳风电的能力,提高风电开发经济效益和社会效益．促进清洁能源开发利用又好又快发展。     

风电场中抽水蓄能电站的优化配置

为解决电力系统接入风电容量超过一定比例后引起的调峰及弃风问题,改善风电场功率输出特性,可采用与风电场配套建设抽水蓄能电站的模式。在建立风电场及抽水蓄能电站运行模型的基础上,以风电—抽水蓄能电站经济效益为目标,采用一种新的自适应遗传算法对风电—抽水蓄能电站的最佳容量配比进行求解。通过对一实际算例的仿真,表明配置适当容量的抽水蓄能电站可提高风电场的综合效益。     

电网调峰运行问题的探讨

该文分析了电网调峰问题的成因和现状;提出了调峰无重复、调峰成本最低、水电调峰优先和大机组调峰优先等原则;并论述了提高电网调峰能力可采取的措施,主要有积极推行峰谷丰枯电价政策、提高发电机组出力调节水平、加大水电站水库调度力度等;讨论了电网调峰所引发的运行和发展问题。     

“十四五”能源转型为抽水蓄能发展创造有利条件

我国风、光等新能源快速大规模发展,核电并网、建设特高压通道,以及建设“坚强智能电网”等能源转型进程中面临的任务,对抽水蓄能这种特殊的储能和电源形式创造了有利条件,提出了发展要求。整体上,我国抽水蓄能发展面临着建设进度落后于规划、装机占比较低、价格机制不完善、精准规划难度增加等问题。抽水蓄能与电化学储能等相比,在经济性和安全性上仍具有独特优势。建议改革完善抽水蓄能政策体系,精准规划并适时调整抽水蓄能发展,鼓励各地因地制宜发展不同类型抽水蓄能电站,进一步发挥抽水蓄能在“源-网-荷-储”协同发展中的作用。