論電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題應(yīng)對策略

鐘慧玲

摘要：現(xiàn)階段我國局部地區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)正處于送電結(jié)構(gòu)不匹配、冬季供熱設(shè)備負(fù)載大以及滿載運(yùn)行時間長的狀況，由此導(dǎo)致電網(wǎng)以調(diào)峰、調(diào)頻為主要控制手段的優(yōu)化運(yùn)行面臨很大困難。基于此，推動電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)控和創(chuàng)新步伐、努力實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，已成為電力運(yùn)行監(jiān)督管理部門、電網(wǎng)運(yùn)營單位、電力生產(chǎn)企業(yè)等多個系統(tǒng)必須充分重視且要盡快解決的迫切問題。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；優(yōu)化問題；解決策略；抽水蓄能

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)總量的快速增長，人民的生活條件也在日益改善，由此導(dǎo)致社會的電力需求不斷增加，發(fā)電規(guī)模不斷加大，發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷也在持續(xù)增大。在我國的電網(wǎng)供電格局中，火電生產(chǎn)規(guī)模及外供負(fù)荷具有很大的份額；水力發(fā)電規(guī)模占據(jù)著極小的比例；風(fēng)電的生產(chǎn)和利用量呈現(xiàn)出快速上升的勢頭，在局部地區(qū)的電力供應(yīng)中已占據(jù)了相當(dāng)大的比例。然而由于風(fēng)力發(fā)電的頻繁波動性對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響，加之冬季極度寒冷的環(huán)境，導(dǎo)致對電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻難度增大。

1 現(xiàn)階段電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中存在的問題

1.1 電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)不科學(xué)

在一些煤炭、季風(fēng)、石油存在條件比較優(yōu)越而水利、天然氣資源比較欠缺的干旱地區(qū)，其一次性礦產(chǎn)資源的依賴性利用格局從根本上決定了電網(wǎng)供電的基本模式，這些地區(qū)的火力發(fā)電必然占據(jù)著主導(dǎo)地位，應(yīng)用水利資源的電力生產(chǎn)規(guī)模則呈持續(xù)減小的態(tài)勢，并且風(fēng)力發(fā)電規(guī)模已持續(xù)增長，所占的份額越來越大。此種條件更加劇了電網(wǎng)調(diào)峰過程的難度。

1.2 電網(wǎng)調(diào)峰容量低

此類地區(qū)風(fēng)力發(fā)電規(guī)模較大，占據(jù)比例增加，在寒冷冬季時段發(fā)電能力出現(xiàn)低谷態(tài)勢并呈現(xiàn)逆調(diào)峰性質(zhì)，增加了電網(wǎng)運(yùn)行中調(diào)峰、調(diào)頻的困難程度；在寒冷干旱地區(qū)，占發(fā)電裝備一半容量以上的負(fù)荷要用于城市供熱。由于要滿足供熱的需要，致使其用于電網(wǎng)調(diào)峰的功能極度萎縮，在電網(wǎng)運(yùn)行低谷時調(diào)峰效果惡化，造成電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻難以正常實(shí)現(xiàn)。

2 仿真模擬計(jì)算

因?yàn)榍笆龅貐^(qū)電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰能力的嚴(yán)重欠缺，所以只能被迫采用棄風(fēng)即放棄風(fēng)能利用的方式來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。在電網(wǎng)輸電負(fù)載量的最高值期間，依托降低火力發(fā)電裝置的運(yùn)行效率這一特殊的調(diào)節(jié)峰值手段，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)峰功能。

2.1 發(fā)電裝備最低出力狀況確定

在發(fā)電裝備最低出力狀況確定時不包括風(fēng)電設(shè)備的功效，也不包括火電裝備的開停影響。普通火電裝備：此類火電裝備在電網(wǎng)調(diào)峰時的出力率可達(dá)58%。熱電聯(lián)動裝備：安排各年度11月到下一年度3月為供暖期。此時供熱設(shè)備開機(jī)負(fù)載按本地區(qū)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。水電裝備：安排在各年度的供暖期水電裝備的負(fù)載最高值以裝機(jī)負(fù)荷的百分之五十為標(biāo)準(zhǔn)。抽水蓄能裝備：最高負(fù)載值時采用高效調(diào)峰電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，整體介入到電網(wǎng)調(diào)峰過程；負(fù)載最低值時依托總?cè)萘繉?shí)施抽水作業(yè)，且作為負(fù)荷調(diào)整依據(jù)。核電裝備：通常條件下，不作為電網(wǎng)調(diào)峰考慮依據(jù)。

2.2 仿真計(jì)算的數(shù)學(xué)模型

不將網(wǎng)損列入容量范圍，每月期間的最高日發(fā)電能力是

P^G_max，m=P^L_max，m+P_preserve，m-P_tis，m

式中，P^L