论述电力系统旋转备用_电气工程毕业论文

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1、第1章绪论第1章绪论1.1课题的背景和意义当前，随着化石能源的持续消耗与环境的不断恶化，大力发展可再生能源已经成为了世界能源发展的趋势。风能具有清洁、安全、技术成熟、资源丰富的优点，因而越来越受到世界各国的重视。近几年，世界风力发电装机总量保持了快速的增长，据BTM统计数据显示，2010年全球风电累计装机容量达到199.5GW，年累计增速为25%。我国幅员辽阔，而且海岸线长，风能资源非常丰富。近年来，随着我国政府对开发利用新能源的重视及一系列政策措施的支持，风电得到了非常快的发展。2010年，我国除台湾省外其他地区共新增风电装机18.93GW，保持全球新增装机容量第一的排名。

2、累计风电装机容量44.73GW，全球累计装机排名由2008年的第四位、2009年的第二位上升到第一位。目前我国有29个省、市、自治区（不含港、澳、台地区）有了自己的风电场，其中风电累计装机超过2GW的省份有7个[1-3]。按照我国风电可装机容量1000GW-11-第1章绪论计算，到2010年底我国已开发风电装机容量不到可装机量的5%。我国目前规划的7个千万千瓦级大型风电基地，以及全国其他已经规划的项目，累计容量不过200GW，全部建设完成也仅占20%。由此可见我国风能资源开发潜力十分巨大。在已经出台的“十二五”规划中，中国政府明确表明将按照“因地制宜、科学规则、系统配套、协调

3、发展”的原则，继续推进风电的规模化发展。未来五年，由于政府政策的强力支持，中国将继续引领世界风电的发展。据业内专家估计，2011—2015年期间，中国的风电年平均增量在15～20GW之间。到2015年，全国累计并网运行风电装机容量将达到100GW，年总发电量超过190TWh[4-7]。-11-第1章绪论然而，随着风电规模的不断扩大，风力发电对电力系统也带来了新的挑战。风力自身具有很强的随机性和间歇性特点，风电场的运行具有很大的不确定性，无法稳定的输出功率。电网接入风电场后，风电的不确定性可能会造成系统电能质量和系统运行稳定性的下降。同时，由于现阶段风电功率预测误差仍较大，大规

4、模风电接入电网会给电网的调度及发电计划的制定带来困难。国内外文献均一致认为，风力发电给电力系统调度带来的最大困难是由于其功率不可控的波动性。更深入的研究表明，大规模风电接入后，系统秒至分钟级的自动发电控制(autogenerationcontrol，AGC)容量需求并没有显著增加，但日内的调峰容量需求会随着风电装机容量的增加而显著增长。因此拥有足够灵活的可调节容量即旋转备用是电力系统接纳风电的先决条件之一[8-10]。在电力系统运行中，为了防止由于负荷波动或机组随机停运等原因造成的有功功率供需不平衡，必须配置一定的旋转备用。旋转备用的配置实质是系统运行可靠性和经济性综合决策的

5、问题。当系统保有较高旋转备用容量时，系统的可靠性较高，但经济性较差；反之系统的可靠性差而经济性好。传统的备用容量确定方法往往是取单机机组的最大容量或者负荷的固定百分比[11]。这些方法比较简单，也得到了非常广泛的应用。但是随着风电规模的不断扩大，负荷波动和机组的随机停运已不再是影响系统稳定运行的最主要因素，若仍按传统的备用配置方法可能难以抵消风电接入对系统调度带来的冲击。针对风电接入电力系统后，如何可靠经济的配置旋转备用，对于风电的大规模接入和系统的稳定运行都具有重要意义。-11-第1章绪论1.2电力系统旋转备用概述1.2.1备用的分类备用容量起着调节系统频率，保持系统功率供

6、需平衡的作用，对电力系统的稳定运行具有重要意义。根据国内外的研究，一般可将备用容量做如下分类：1、若按备用容量的响应时间分类可将备用容量分为旋转备用，非旋转备用，替代备用，黑启动备用，和自动发电控制等[12]。对于旋转备用来说，其一般与电网保持同步，机组处于开机状态，且十分钟内就可成为可调度机组，功率调节能力较强；非旋转备用并不与电网同步运行，但接受调度后其有能力在十分钟之内启动并提供功率；替代备用指的是有能力在一小时内被调度的发电机组；黑启动备用是指当整个电网系统遭遇故障瘫痪，需要重新启动时首先启动以提供功率使系统逐步恢复的机组[13]。2、若按备用容量的配置作用分类，则可

7、将备用容量分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等[14]。-11-第1章绪论所谓负荷备用，是指为应对短时负荷波动并以及计划负荷增加而设置的备用；事故备用是在电力系统发生偶然性事故时使其免于严重影响，维持正常供电而配置的备用；检修备用是保证发电设备定期检修而设置的备用；除满足当前负荷的需要设置的上述几种备用外，电力系统还包括计及负荷的超计划增长而设置的一定的备用，这种备用就称为国民经济备用[15]。1.2.2旋转备用的定义一般的，旋转备用是指运行正常的发电机维持额定转速，随时可以并网，或已并网但