调峰约束条件下的电网接纳风电能力研究

摘要

随着风电技术的发展，目前我国的风电装机容量已达到较高水平，许多地区的风电场也已形成规模。但现有的电网状况还不能完全满足大规模风电接入的要求，我国存在大规模的“弃风限电”现象，风电建设规模与电网接纳风电容量之间存在明显的矛盾。影响电网接纳风电能力的因素有很多，电网的调峰能力是其中重要的影响因素。本文的研究在综合考虑系统负荷变化特性、风电波动性等条件的基础上，对电网调峰能力约束下的风电接纳水平进行分析和定量计算。主要内容包括:
　　1)分析研究调峰约束下的电网接纳风电能力所需要考虑的影响因素，包括电网的负荷要求，电网的调峰能力，以及风电出力对其并网的影响等。对几种典型的负荷和风电出力的曲线模型进行分析。
　　2)对电网的调峰能力进行了研究，即针对电网中几种不同类型的常规机组，对它们的调峰方式、调峰能力及运行经济性进行深入的研究。电网中的常规机组主要包括火电、水电，其中抽水蓄能电站是一种特殊的水力发电方式。这几种常规机组的调峰方式和调峰能力各不相同。
　　3)在调峰过程中，对持续变动负荷的分配是根据等微增率原则来进行，对于负荷的小幅度频繁波动则是采用改变发电机组出力来跟踪负荷变化。本文给出了基于电网调峰能力和负荷、风电波动性的风电接纳能力的计算方法，以及在此基础上对于电网接纳风电的经济性的计算方法。
　　4)针对一个区域电网进行具体的风电接纳能力计算，得到电网调峰约束下的风电接纳能力的定量结果。针对含有不同类型机组的电网进行计算，对得到的结果进行分析和比较，由于本文所依据的负荷、风电，以及电网的有关数据都是实际中的典型数据，因此本文的计算结果具有实际的参考意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 风电发展的必要性

1．1．2 国内外风电的发展状况

1．1．3 我国的弃风现象

1．2 研究意义

1．3 调峰的含义

1．4 研究现状

1．5 本文主要工作

2 电网对于风电接纳的调峰约束

2．1 引言

2．2 系统负荷约束

2．2．1 系统功率平衡约束

2．2．2 系统备用约束

2．3 电网调峰能力

2．4 风电特性及等效负荷特性

2．5 本章小结

3 电网调峰能力分析

3．1 火电厂

3．1．1 火电机组的调峰方式

3．1．2 火电机组的调峰能力

3．1．3 火电厂的调峰成本

3．2 水电站

3．2．1 普通蓄水式水电站

3．2．2 抽水蓄能电站

3．3 本章小结

4 调峰约束下的电网接纳风电能力的计算方法

4．1 不计成本的调峰约束下电网接纳风电能力的计算方法

4．1．1 约束条件和求取目标

4．1．2 计算方法

4．2 考虑经济性的调峰约束下的风电接纳能力计算方法

4．2．1 约束条件和求取目标

4．2．2 遗传算法

4．3 本章小结

5 某区域电网调峰约束下的风电接纳能力分析

5．1 电网模型说明

5．2 火电机组调峰约束下的电网接纳风电能力

5．2．1 不计成本的风电接纳能力计算结果

5．2．2 计及成本的风电接纳能力计算结果

5．3 含水电机组的电网调峰约束下的风电接纳能力

5．3．1 不计成本的风电接纳能力计算结果

5．3．2 计及成本的风电接纳能力计算结果

5．4 含抽水蓄能机组的电网调峰约束下的风电接纳能力

5．4．1 不计成本的风电接纳能力计算结果

5．4．2 计及成本的风电接纳能力计算结果

5．5 本章小结

6 总结和展望

6．1 本文总结

6．2 风电接入电网的展望

参考文献

作者简历

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