风电并网消纳机制及可靠性稳定性问题研究

摘要

在十二五期间,我国将建设6省区7大千万千瓦级风电基地。“风电三峡”的宏伟蓝图受到我国政府的高度重视。本文以风电作为主要分析对象,力图给出风电消纳困境的解决之道,为我国风电开发和利用尽自己的绵薄之力。
　　 首先,本文以华北风电为例,在分析其消纳现状的基础上,借鉴可再生能源配额制,基于电力零售模式提出了“绿色电力”消纳机制。结合华北地区火电发展现状和特点,探讨了内蒙古和河北“风火打捆”的两种可行模式。针对风电非并网消纳模式,提出了大用户专线直购风电的方案,并从“软件”和“硬件”两个方面探讨了促进风电消纳的条件,给出了相应的建议。
　　 其次,本文探讨了国内外对含分布式电源的配电系统可靠性评估的最新进展,分析了风电系统的可靠性模型,得出了并网风电系统的等效故障率和修复率。风速作为重要参考量,被引入风电可靠性模型,从而得到风电系统休眠状态的等效故障率和修复率。在此基础上,基于RAMSES可靠性评估软件,本文提出了并网风电系统可靠性计算模型。
　　 然后,本文从风速预测、风机出力、可靠性指标和仿真分析四个角度探讨了并网风电可靠性的研究现状。并以浙江省某配电系统为算例,利用RAMSES软件计算了风电接入前后的配电网可靠性指标，计算结果表明:合理的接入方式下,风电机组的接入可以提高系统供电可靠率。
　　 最后,本文利用PowerWorld软件,分析了风电场并网后的电压、频率稳定问题。仿真结果表明:风电渗透率较高且没有无功补偿装置的情况下,系统会出现节点电压越下限的现象。除此之外,大规模风机暂时脱网,将导致系统频率波动,短时难以恢复至工频。因此,风电机组渗透率越大,对系统调频的负面影响也越大。本文提出风火捆绑的解决方案,仿真结果显示该方案可以显著改善系统稳定问题。
　　 本文的研究为全国大规模风电消纳提供参考和借鉴。