东北地区风电跨区消纳与其经济性分析

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1、第33卷第1／2期东北电力大学学报V01．33．No．1／22013年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2013文章编号：1005—2992(2013)01／02—0089—06东北地区风电跨区消纳及其经济性分析崔杨，姜姗，刘青山2(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．吉林供电公司，吉林吉林132011)摘要：分析了不同地区间风电功率波动特性、负荷特性、电源结构的差异对系统风电接人量的影响。根据东北地区三省实测数据，分析了不同地区风电的“错峰”效应和负荷的“汇聚效应”。建立了以火电调峰为主的系统风电接纳经济性模型，通过算例分析

2、揭示了跨区消纳风电使得系统风电接入量增加，系统运行经济性改善的现象，从经济性角度论证了跨区消纳风电的可行性。关键词：风电；跨区消纳；经济性中图分类号：TM81；TM73文献标识码：A风电功率具有间歇性和随机波动特性，随机波动的功率接入电网会影响电网运行稳定性和电能质量J。研究表明，如果风电装机占电网容量的比例达到20％以上，电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战]。国内已经出现因为风电功率波动超出了火电调峰能力范围而对风电采取拉闸限制并网的现象。国家要求风电全额接人的政策与电网为保证自身安全可靠性而对风电接人量的限制之间的矛盾已经相当尖锐。在当前的分级调度体制下，调峰主要在省内进行，但随着风电

3、场的大规模、集中式接入主干网，在传统的分省有功平衡控制方式难以满足电力系统运行、控制要求，大功率风电跨省、跨网输送的需求越来越明显。如果能打破既有调度策略实现跨区消纳风电，不仅能使得系统调峰压力有所缓解，提高电网的风电接纳能力，实现风能资源的合理有效利用，并且能充分利用各地区调峰容量，改善电源结构。本文以经济调度和节能调度为背景，为最大限度的利用风能，以黑吉辽三省电网为研究对象，论证跨区消纳风电的可行性，并对其经济性进行分析。考虑各地区风电波动特性、负荷汇聚效应和电源结构三方面因素在跨区消纳风电中对风电接入量及系统经济性的影响，建立以火电调峰为主的系统风电接纳经济性模型，验证跨区消纳风电系统的

4、经济性。实现风电在更大规模电网中的消纳，以此来提高整个东北电网的风电接纳能力，对电力系统规划和电力系统优化运行具有重要的借鉴意义。1风电功率波动特性分析风能具有间歇性和随机性的特性，风电来自于风能，其发电出力具有随机性强，波动性大，难以有效控制的特点J。黑龙江、吉林、辽宁在地理位置上相邻，气候条件相似，风能变化趋势相似，但风能变化不完全同步。风能随季节变化性强，使得风电出力在冬季和夏季体现出不同的特点。本文根据2010年黑、吉、辽三省风电运行数据，假设三省调度数据是基于同一时标下取得的，分别选择冬夏两季的风电出力典型月进行实证分析。图1、图2为依据黑龙江、吉林、辽宁三省2010年2月和7月(3

5、0日数据缺省)的实际调度运行数据收稿日期：2012—09—14基金项目：国家自然科学基金(51207018)；东北电力大学博士科研启动基金(BSJXM一201101)作者简介：崔杨(1980一)，男，内蒙古包头市人，东北电力大学电气工程学院讲师，博士，主要研究方向：风力发电联网运行控制、电力系统继电保护等．东北电力大学学报第33卷所绘制的风电出力曲线，两个典型月均显示三省风电出力曲线走势大体相同，但峰谷时段会有一定偏罨褂移，尤其是黑龙江省与其他两省风电出力峰谷3时3段2错开2较1为1明显。冬季三省风电波动频率高、发电量大，这与风能冬强夏弱的趋势是一致的。如图湖3、咖图4所示的三湖省o总风电出力

6、与三省各自风电出力相比，波动趋势均有所减缓；冬季出力曲线围绕平均值波动，且波动周期明显短于夏季；夏季波动曲线谷值多数与三省谷值和重合，冬季则没有出现重合情况，可证冬季三省谷值没有出现在同一时间。时间／day图1三省2010年2月风电出力曲线图2三省2010年7月风电出力曲线IjIlIllji}IIlfiIIlfllIIII11jlIll}}Jlll}IIIII}lllIII一】一十卜l一}一}十卜I一+卜}一一f十卜一l-I一qIIIIIIIIIIIIIIIIrit!iiiiii匿萼窬1一Iit一下、山-一0l2345678910lll2l314151617181920212223242526

7、28时间／day时间／day图3三省2010年2月总风电出力和曲线图4三省2010年7月总风电出力曲线在某确定时段内，风电波动的典型指标主要包括风电出力的最大值、最小值、平均值、风电波动率等；其中，波动率定义为风电出力的平均值与峰值的比值，波动率越小，说明平均值与最大值相差越远，风电功率波动越剧烈。表1统计了2010年冬夏两个典型月(2月、7月)的风电波动典型指标。冬季风电出力峰值小于夏季，平均值