大規模風電接入電力系統備用決策評述

劉然斐

摘 要：風力發電是現今對新型能源的開發利用情況之一，其存在著綠色、可持續等特點。如今我國大部分地區存在限電嚴重的情況，此種情況影響了新能源的正常使用，限電原因主要在于電力系統對電量接收效果差，無法正常將風電存儲并輸送到各個地區，本文通過對相關學者關于風力發電接入電力系統備用的文章進行研究，提出切實可行的改進方案以更好的利用新興能源。

關鍵詞：大規模風電；電力系統；備用情況

引言：目前，由于地球上不可再生資源消耗過多，能源使用告急，但新能源在開發利用中同樣出現了許多問題亟待解決。風力發電存在著不穩定性，且目前電網設備對電力的調度以及接收效果差，對其正常使用產生了影響。電力系統總體可儲備的電力接入過程的決策，關乎其整體安全，此決策是風電正常接收及傳輸運行的重要指標。

一、影響風電運行的因素

（一）電力系統安全情況

李晶等[1]（2012）在計及氣候條件含風力發電電力系統可靠性分析一文中提到電力系統正常運轉時，需要適當的備用空間，此空間是維持電力系統安全運作的基本，且目前風力發電設備的位置大多建立在較為偏遠的地區，需要長時間的電力傳輸才可達到目標地區，大規模風力發電存在不穩定的情況，更需要系統備用空間的高度安全。

（二）備用系統承載能力

電力系統備用空間由多個一般規格的能源轉換裝置組成，其電力的承載能力是備用時需要考慮的重要因素。電力承載能力預測準確度是電力系統備用空間使用性能的基本方面，對其容量預測結果與實際情況差距越大，設備電力存儲空間需求也越多。

（三）風力發電的不穩定性

風力發電的不穩定性具體體現在一段時間內電力輸出量的大小不均衡，忽高忽低使得對其的預測結果與實際出入較大。葛炬等[2]（2010）在含風電場電力系統旋轉備用獲取模型一文中提到，風力發電的電量與誤差結果與多種情況相關。對其電量的預測也可以通過建立持續的無規律變量為具體模型，在測算實踐中假設出該模型可能受到的影響因素，進而對風力發電的實際電量進行準確的測算。

（四）電網運營情況

電網運行主要步驟是電能的轉化、電力的運輸以及用電的合理配置。目前電網運營由國家電網公司與南方電網公司進行，風力發電后，其電力的傳輸主要依靠已經構建的電網，電網的協調性能、電網規模以及電網的儲電能力等，都對風電傳輸及配送產生了影響。

二、主要備用決策方法

（一）測算比例方法

戴秀麗等[3]（2015）在線性擬合-常數殘余標準差法評定環境檢測結果不確定度一文中提到，風力發電量測算結果大多與實際結果存在一定的差值，在計算時，先對電力系統承載能力進行測算，比較測算結果與實際結果之間所成的比例，將測算結果與所得比例相乘得到與實際結果差值較低的測算結果。此種測算方法較為可靠，但其實際情況與計算結果直接仍存在誤差，一旦比例計算失調，將會導致結果準確度不高。

（二）安全性測算方法

由于電力系統備用安全性與其總體情況密切相關，可以通過測算備用需求的安全程度進而計算其他情況。將備用決策與其備用安全標準相聯系，王虹富等[4]（2015）在基于網損等值負荷模型的直流潮流迭代算法提到，首先應建立具體相關模型，根據模型短時間內對電力承載能力與停止運作實踐進行測算，其次對測算結果進行一段時間內出現次數多少進行分析，最后得出備用需求與測算結果之間的聯系。此種方法要保證模型建立到測算結果產出后的區間內，其安全度一直維持在同一水平上。

（三）價值投入測算法

夏澍等[5]（2011）在含大規模風電場的電力系統動態經濟調度一文中提到在價值投入的基礎上，對備用情況進行測算通過對其存儲空間及創造的價值進行研究，得出與目標結果具有一定相關程度的數值，利用此數值在變化過程中對系統備用經濟價值投入的影響，找出將經濟效益最大化的數值點進行利用。

三、推動風電接入系統備用的方式

（一）創新風電預測方式

實際生活中，發電量的多少主要根據對電力承載能力的預測信息進行判斷，風電存在的不穩定性較高，其預測結果與實際情況差距較大，無法進行電量準確發放及傳輸，雖然國家對風電投入較大，但其實際問題仍舊難以解決。相關專家學者以及企業技術人員應革新現有風電預測方式，尋找較為精準的方法進行測算，幫助風電順利傳導消納。

（二）減少限電情況，更新輸電設備

李利利等[6]（2014）在適應大規模風電接入的發電出力計劃兩階段優化方法中提出，電力公司的電網建立較早，企業電網及相關設備略為老舊，對于風電的情況不能良好適應。當風電轉化為正常電能時，電網的接收、存儲及傳輸設備無法與其完美對應，風電傳輸受到客觀條件的阻礙。企業及相關部門應對此情況做出調整，政府加大對其設備更新的資金投入，企業協調相關部門，轉變運作方式，盡快將風電傳輸到使用者家中。

（三）提高系統儲能能力

劉世林等[7]（2013）在風電并網中的儲能技術研究進展中提出，目前我國在開發風電時，大規模發電設備所建地點較為密集，所有設備均在同一風場中，風電輸出并不穩定。但可以通過提高電網儲能情況改善風電輸入及輸出，良好的儲能能力可以更好的協調風電傳輸及使用，可以通過連接不同的電容器或利用抽水技術等增加電網儲能情況，更好的提升風電穩定性，增加其使用效率，擴大風電的使用范圍。

結束語：電力系統備用是為將風電更好的傳輸應用在實際生活中而開發出的方法，通過其具體的變化對大規模風電接入情況的影響進行測算，得出最優點以更好的接收及傳導風電。筆者針對大規模風電選用儲備的條件以及其備用決策計算的具體方法等方面進行分析并提出建議，使得棄風限電情況有所轉變，將風力發電良好應用在實際生活中。

參考文獻：

[1]李晶，王素華.計及氣候條件含風力發電電力系統可靠性分析[J].電力系統及其自動化學報，2012，03（05）：67-70.

[2]葛炬，王飛，張粒子.含風電場電力系統旋轉備用獲取模型[J].電力系統自動化，2010，34（6）：32-36.

[3]戴秀麗，許燕娟，張蕾.線性擬合-常數殘余標準差法評定環境檢測結果不確定度[J].現代測量與實驗室管理，2015，01（02）：29-31.

[4]王虹富，王毅，高崇，等.基于網損等值負荷模型的直流潮流迭代算法[J].電力系統自動化，2015，02（01）：99-103.

[5]夏澍，周明，李庚銀.含大規模風電場的電力系統動態經濟調度[J].電力系統保護與控制，2011，39（13）：71-77.

[6]李利利，涂孟夫，丁恰，等.適應大規模風電接入的發電出力計劃兩階段優化方法[J].電力系統自動化，2014，03（09）：48-52.

[7]劉世林，文勁宇，孫海順，等.風電并網中的儲能技術研究進展[J].電力系統保護與控制，2013，02（23）：145-153.