考慮風電接入的電源電網協調規劃

【摘 要】眾所周知，風電是電網中最重要的因素之一，所占的比例也日益增大，不僅給人們的生活帶來了一定的便利性，同時也是一種節能環保的發電方式。但是在風電運行的過程中，存在一系列的問題，其中對于電源的規劃和設置和傳統的模式有很大的區別，因此需要對這一問題加強重視。本文中主要對風電接入的電源電網協同規劃工作進行深入分析和探究，希望能夠給相關的工作人員提供方法的借鑒和參考。

【關鍵詞】電源電網；風電場；協調規劃

從眾多的發電系統上來看，風電是最新的一種發電模式，和水電、火電以及核電等相比，其間歇性較強，而且對于風電規劃的建設沒有科學的依據。進行風電接入電源電網的協調和規劃是一項較為復雜的工作，需要考慮到相應的氣象數據以及負荷信息等因素，要按照科學的規劃途徑以及規劃模型來進行。現如今的電源電網規劃還存在著一定的局限性，進行風電接入對于系統的諸多方便都具有較高的要求，還要充分考慮到規劃方案的成本。

1.風電接入的電源電網協調規劃模型

由于風電接入的特殊性，進行電源電網的協調和規劃是應該首要解決的問題。根據系統的調峰以及調頻的能力問題來制定相應的配置方案。然后要建立規劃模型，主要針對風電的并網問題提出的這一要求。最后根據規劃的方案和相應的模型來建立最終的規劃設計方案。

1.1風電接入的調節機組配制方法

進行電網的調峰和調頻任務，主要是為了滿足電力系統運行的安全性要求，進而妥善地應對電力系統產生的負荷量。這一工作要在風電并網之前完成。在并網之后，要對調峰和調頻等進行加強，要嚴格控制并網風電和電網之間的關系，同時保證電網的正常運行。因此，在進行電網并行的同時要依靠電源來提供一定的出力。

這種運行模式，相當于設置了調節機組，和調頻的功能有些相似，從屬于規劃范疇。其最終的目的就是為了保證風電系統的正常運行，加強其平衡性，因此，爬坡能力是較為重要的，也是其不可缺少的一項基本能力，主要是為了風電出力產生的變化性。

1.1.2調節機組類型的選擇

調節機組的設置有多個部位構成，其電源是最為主要的一個元器件，主要為蓄電池或者是火電機組等等。對于蓄電池來說，其應用范圍還相對較小，主要是由于這種電池的蓄電量不大，而且成本也相對較高，相關的工藝和技術還需要進一步完善。而火電機組的環保能力相對較低，雖然技術較成熟，但是在具體的應用過程中受到準多因素的控制。可見，不同類型的機組會呈現出不同的特點，有優點同時也有一定的不足，因此，需要對其進行調節。

1.2風電系統電源電網協調規劃模型

在對機組的容量和類型等進行確定之后，需要對調節機組的其他相關問題進行考慮，融入到規劃的內容中。需要注意的是，電源電網的協調工作需要考慮到規劃成本，同時要考慮到風電的利用率以及線路的負荷程度。

2.算例測試

2.1調節機組選址對電網規劃的影響

所建立的規劃模型，主要是對調節機組的選址以及電網線路建設等進行規劃，以達到設計方案的最優。接下來，筆者主要以一特殊的風電機組為例，淺要地分析調節機組的選址對于電源電網規劃的影響。

在電網建設的過程中，需要考慮到線路的長度與實際費用之間的關系。通常情況下，二者體現出一定的正比關系。因此，需要設定低成本的規劃方案，可見，進行電源電網協調規劃具有一定的現實意義。

2.2測試系統基本情況

該系統原為一個24節點系統，新增的節點25為風電節點，修改后的系統中共含有10個發電節點、17個負荷節點、38回輸電線路、5組變壓器，其中火電機組均為一日僅可啟停一次。為風電接入而配置的調節機組共有7個待選的接入地址，分別為：風電節點25，以及其附近的節點1至節點5和節點9，沒有其余適合調節機組接入的新節點。本文為保證風電接入后不會對系統的有功平衡造成較大影響，調整了部分節點的發電機組出力。修改后系統各發電節點的發電機組出力及爬坡能力。系統中共有17回待選線路。

2.3電源電網協調規劃

確定調節機組的相關參數后，提出電源電網規劃模型求解出調節機組選址與線路建設的綜合最優方案。本算例中，單位長度線路建設成本相同，故以規劃方案中線路建設長度替代建設成本，作為最優化目標。當風電容量不大于320MW時，調節機組的容量均為195MW，這表明僅由于負荷的波動性造成的調節機組容量需求為195MW，在此情況下還可接入風電容量320MW。而當風電容量大于320MW時，隨著風電容量的增加，調節機組的容量及其成本也將隨之增加。風電容量320MW將成為因風電接入造成調節機組成本增加的臨界點。

3.結語

本文在分析國內外有關風電的電源電網規劃研究成果的基礎上，建立了風電場相關的數學模型，并根據風電隨機性的特點，對風電接入后電源電網協調規劃問題進行建模，提出了調節機組配置方案，得到以下結論。

（1）風能與常規能源不同，由于風速的隨機性，風電出力波動也非常明顯。在規劃的過程中，不僅要考慮線路接入，還需考慮系統的調頻、調峰能力及相關容量規劃。

（2）通過風電和負荷的波動性分析獲得所需調節機組的容量后，可建立電源電網協調規劃模型，將調節機組的選址作為優化變量之一，最優化線路規劃，并獲得綜合最優方案。 [科]

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