大规模风电接入对贵州电网调峰运行的影响研究
火电机组参与深度调峰对电网频率特性的影响研究

火电机组参与深度调峰对电网频率特性的影响研究摘要:受到负荷功率需求低、外送能力弱、电网调节能力有限等因素影响,可再生能源发电的弃风、弃光现象严重,为了提高新能源的消纳能力,应对负荷出现的峰谷差,火电机组深度调峰势在必行。
新能源接入及渗透率的提高将导致传统火电机组的关停,进而对电网的转动惯量和调频过程造成影响。
分析了风电的频率特性,给出了不同频段内风电波动对电力系统调频的影响,提出了基于分频原理的火电机组一次调频控制方法,改善了系统频率特性。
文考虑了风机出力的随机性,从概率角度对风电系统进行建模,探讨了风电波动对电网频率特性的影响。
对风电的随机性给电网频率的稳定、电能品质及经济性带来的影响进行了综述。
提出了变速风电机组的频率综合控制方法,用于解决大规模风电场集中接入使电网惯性降低的问题。
提出了以火电调频为主、风电调频为辅的一次调频联合控制策略,有效规避了系统频率二次跌落的问题,提高了风电参与一次调频的安全性。
建立了简化的低惯性电力系统数学模型,从频域角度分析了新能源接入时频率特性发生的变化。
提出了风机控制器的模型,分析了控制参数及火电机组汽轮机工作点对孤岛系统中频率特性的影响。
虽然新能源具备调频能力,但在实际电力系统运行中,随着新能源的接入,整个系统惯量仍呈下降趋势。
不参与调频的新能源大量接入电网时,将不利于电网频率的稳定。
关键词:火电机组;深度调峰;电网频率特性;影响引言“十三五”期间,新能源风光发电装机规模迅猛发展,同时电力负荷中居民用电和第三产业用电比重持续快速增长。
不论是新能源发电出力,还是居民和第三产业的用电负荷,都具有很强的日内波动性,这些都对电力系统的灵活性运行造成很大挑战。
在碳达峰、碳中和“3060”目标的背景下,以新能源为主体的新型电力系统的提出对电力系统的灵活性提出了更高的要求。
而据中国电力企业联合会统计,我国发电装机以煤电为主,抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到 6%,比较而言,欧美等国灵活电源比重较高,西班牙、德国、美国占比分别为 34%、18%、49%。
风电接人对电力系统调峰的影响

主要是 分散接人 配 电网就 地消 纳 , 且 北 欧 的 风能作为一 种清洁能源 , 越 来越 受 到人们 的 重视 , 近年 容量大 多较小 , 挪威 、 瑞 典 和芬 兰实 现跨 国 电网互 连 , 北 欧 风 电 一 水 来, 风 电发 展 突 飞 猛 进 , 截至 2 0 1 0年 底 , 全 球 的风 力 发 电 总 丹 麦 、 以 水 电 调 峰 的 方 便抉 捷 平 滑 风 电 的 波 动 装机容 量为 1 9 7 G W, 其中, 中 国 的装 机 容 量 达 到 4 4 . 7 3 G W, 电联合 实现互 补 , 居 世 界 首 位 。我 国 的 风 电资 源 主 要 集 中于 “ 三 北” 和 东 南 沿 性 。而 国 内风 电 场 的 位 置 大 部 分 都 处 于 较 为 偏 远 的 地 区 , 是 电 网中 的薄弱 环节 , 这 限 制 海, 储量丰 富 , 但没有 得到充 分 的开发 , 根据 国家《 新 能 源 产 并 网点 一 般 为 电 网 中的 末 端 , 也 增 加 系 统 的 调 峰 备 用 容 量 。 系 业振 兴规划 》 , 我 国将 打 造 7个 千 万 千 瓦 级 的 风 电 基 地 , 到 了系 统 接 纳 风 电 的 能 力 , 统 的调 峰 备 用 容 量 必 须 大 于 等 效 负 荷 的 峰 谷 差 , 由 于 风 电 2 0 2 0年 我 国风 电 总 装 机 容 量 将 达 1 . 5 亿 千瓦 。 系统 调 峰备 用容 量 也难 以准确 确 定 , 因此 , 风 众所周知 , 能 源 问题 是 当今 世 界 性 难 题 , 发展 风 电是解 的不确 定性 ,
关键词 : 风 电; 调峰 ; 电力 系 统 ; 风 电功 率 预 测
中图分类号 : T B
风电、光伏等发展对电网的影响及对策分析

风电、光伏等发展对电网的影响及对策分析摘要:本文通过对风电、光伏等发电现状及发展趋势的分析,结合电网实际情况,分析大规模风电、光伏等发电上网对电网的影响,全面分析电网管理体制存在的问题,提出具体的应对措施及策略。
关键词:风电光伏电网影响对策当前,能源危机与环境恶化是人类面临的两大难题,开发风能、太阳能等风电、光伏等发电以替代传统的化石风电、光伏等,有望解决此类问题。
随着甘肃河西风电及酒泉光伏发电等风电、光伏等的大规模并网,对电网发展特别是相对薄弱的甘肃电网发展提出了更高的要求。
为此,需求适时调整电网管理体制,确保电网安全、稳定、经济运行。
1、风电、光伏发电对电网的影响按照国家节能减排政策的要求,在关停小火电机组的同时,加快清洁新能源(主要包括水电、风电和光伏发电)的发展速度,优化了能源结构,截止2010年底,全国水电装机容量达1.9亿千瓦,风电装机容量达3000万千瓦,光伏发电也取得了明显的阶段性试验成果。
其中,水电由于上网电价较低,全额上网对电网企业购电成本的降低是有利的,然而风电和光伏发电的上网电价均较高,虽然有关部门已出台了可再生能源发电价格和费用分摊管理办法,即使如此,如果大量收购可再生能源,对电网企业的购电成本也是极为不利的。
此外,由于风能、光伏发电具有波动性和间歇性,调峰调频能力和低电压穿越能力都比较差,在传统电源比例较小的地区,仅靠有功调节速度较慢的火电机组,难以完全适应其出力的快速变化,将给电网的并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等带来巨大挑战。
随着风电、光伏发电上网电量逐日增加,引起电网企业购电成本上涨的同时,风电的不稳定性还将引起电网运行成本的增加;此外,由于节能减排政策的要求,高耗能产业的发展将会受到制约,势必会引起电网企业售电量的急剧下降,电网企业的经营效益将会受到不良影响。
加之,由于风能、太阳能发电具有波动性和间歇性,调峰调频能力和低电压穿越能力都比较差,在传统电源比例较小的地区,仅靠有功调节速度较慢的火电机组,难以完全适应其出力的快速变化,将给电网的并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等带来巨大挑战。
贵州电网风电出力特性研究

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0.2
图4贵州电网风电日出力特性 Fig- 2 Diurual output chaectedsties of wind
power in Guizhou grid
结果 :①全省
个
的逐日同时率
化趋势相似,但全省 同
化曲线较单个
。②不同地区冈
日同 相关性一般,这主要是由于贵州山地风电
能减排的贡献,文献[13]对 进行了 分析°
的分布特性
年来,随着风、光、水、火储多能
的
以及我国并
、光伏的规模化发展,学者
们开始研究多电源联合运行对 的影响。文献
:14]以西北
规火
峰
行
础,分析 常
以及影响水
能力的主
要因素,文献:15]以 过典型日负荷晚高峰
峰
确定
础,提出通 装机、负荷午高
峰 确定光伏装机的
较小。
贵州
日特性主要是由中国西南
低层大风现象决定的[1],贵州西侧的印孟低压通常
在下
较大发展,向东南 长
进,促
副 高压 的气压
大,因此,贵
州 通常夜晚较大,白天较小网。贵州
日 特性如图4所示。 2.1.4同时率研究贵州电网风电场均处于较大
水 ,发
各
装机容量的比
例,对于研究
的能 分必要。
221—2010年贵州全省
Key wcrOs: 5utuut charactedstice; eadpcita benefit; 7nthnt distridution; peag UaS requlation charactedstice
2引言
贵州位于云贵高原斜坡上,属于亚热带季风气 候,全省东半部全年在湿润的东南季风区内,西半 部处于东南季风区向西南季风区的过渡地带[]。 从全省风能资源总体看,中、西部优于东部,冬、春 季节优于夏、秋季节。截至2020年2月底,贵州电 网风电已投运装机容量54万kW,核准在建装机容 量103万kW。根据有关规划,贵州全省风电装机容
大规模风电接入电网的相关问题及措施

大规模风电接入电网的相关问题及措施随着可再生能源的风电成本不断下降和环保问题的日益凸显,大规模风电接入电网已经成为可再生能源发展的重要方向之一。
大规模风电接入电网所面临的问题也逐渐受到人们的关注。
本文将围绕大规模风电接入电网的相关问题和解决措施展开讨论。
1. 电网稳定性问题大规模风电接入电网会对电网的稳定性造成一定的挑战。
风电的不确定性和间歇性会对电网的频率和电压造成一定的波动,可能引起电网的失稳甚至导致电网大面积的停电事故。
2. 输电损耗问题大规模风电通常会建设在偏远地区或离电网较远的地方,这就需要通过长距离输电来将风电的电力输送到负荷中心,这样会引起较大的输电损耗,同时也会增加输电线路的投资与维护成本。
3. 电网规划和建设问题对于许多地区来说,需要对电网进行一定的改造和升级,以适应大规模风电的接入。
这就需要进行电网规划与建设,同时要考虑风电与其他能源的协调和平衡。
4. 对可靠性和安全性的影响大规模风电接入电网会对电网的可靠性和安全性产生影响。
风电的随机性和变化性会对电力系统的频率和电压造成一定的冲击,因此需要制定相应的控制策略与技术手段,以确保电网的可靠运行和安全供电。
二、大规模风电接入电网的解决措施1. 技术方面的解决措施在技术方面,可以通过完善的电网规划与建设,采用先进的输电技术和智能电网技术,提高电网的输电能力和稳定性。
也需要研发并采用风电技术,改善风电的预测与调度能力,提高风电的可预测性和可控性,以降低对电网的影响。
2. 管理方面的解决措施在管理方面,可以加强电网的运行调度与管理,采用合理的电力市场机制,通过合理的电价激励机制来引导风电的消纳和调度。
也可以进行电网分布式控制与管理,提高电网的灵活性和韧性,以适应大规模风电的接入需求。
3. 政策方面的解决措施在政策方面,可以出台相关政策法规,制定风电发展的规划和目标,以保障风电接入电网的条件和环境。
也可以建立并完善相关的风电补贴政策和环境保护政策,以促进风电行业的发展。
风电接入对电力系统的影响及控制措施

风电接入对电力系统的影响及控制措施发表时间:2017-12-12T09:32:02.600Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:葛余丰[导读] 摘要:新能源的开发利用是我国电力工业的发展方向。
(国网江苏省电力公司盐城市大丰区供电公司 224100)摘要:新能源的开发利用是我国电力工业的发展方向。
风电作为一种新型能源正在迅速发展过程中。
我国的风电厂的规模在不断扩大,风电接入是必然的趋势。
关键词:风电;接入;特点;影响;措施1.前言风电接入对于传统的电网运行有一定的影响,特别是对电能的质量和安全稳定提出了严峻的考研。
如何降低风电接入的影响,保证电网的正常运行是我们要探讨的内容。
2.风力发电的特点及现状近年来,我国风力发电蓬勃发展,截至2016年我国风电累计并网装机3107万千瓦,装机规模居全球第二,全年发电量501亿千瓦时。
风电建设呈现以下特点:2.1风电总装机容量快速增长,风电在电网中所占比重不断增加。
2.2单个风电场装机容量不断增加。
2.3风电场接入电网的电压等级更高。
2.4风电机组的种类不断增多,风电机组单机容量不断增大。
由于风能具有随机性、间歇性、不稳定性的特点,当风电装机容量占总电网容量的比例较大时会对电网的稳定和安全运行带来冲击,对电力系统造成的影响不容忽视。
3.决定风电影响程度的因素决定风电对电力系统影响程度的因素主要有三个方面的内容。
首先是渗透率。
风电的影响程度与渗透率成正比。
其次是电源特性。
通常在机组中水电电源和燃气电源是使用较为广泛的两种电源。
这两种电源在调频能力上较强,能够在一定程度上消除风电对电力系统的影响。
最后是负荷特性。
负荷的结构、层次、分布和负荷量的大小都会对风电的接人效果产生影响。
4.对电力系统稳定性的影响4.1对电网调频调峰的影响大规模风力发电接入电网运行在多方面影响着电力系统。
由于传统配电网中的功率方向总是由配电变压器流向用户,接入风电后,功率可能对变压器原有流向相反,这给电力系统的设计带来相当大的困难。
大规模风电接入电网的相关问题及措施

大规模风电接入电网的相关问题及措施随着新能源的发展和推广,越来越多的风电场被建设并投入运营。
然而,大规模风电接入电网也带来了一系列的问题,例如电网稳定性、电压质量、电网损耗等等。
本文将探讨大规模风电接入电网的相关问题及相应的解决措施。
一、风电出力波动由于风速等因素对风力发电的影响,风电出力存在较大的不稳定性。
这不仅给电力系统运营造成了困难,而且还导致了大量的风电发电能力无法利用。
为了充分利用风电资源,降低电力系统的调峰成本,应采取以下措施:1.加强风电场及风电机组智能控制技术,实现风电出力的精确预测和优化控制。
2.建设风-储联网系统,采用风-蓄混合发电模式,将闲置的风电产生的电能储存起来,在需求高峰时释放,减少电力系统调峰难度。
3.发展风-水联网发电模式,利用风能发电和水能发电的互补性,通过调峰水库实现电力储备,增强电力系统的调峰能力。
二、电网稳定性随着风电出力的大量接入,电力系统的稳定性将受到影响。
在电网故障或大面积停电的情况下,风电机组的运行状态也会受到影响。
为了保障电力系统的安全稳定运行,应采取以下措施:1.建设风电场与电网的有功和无功控制系统,实现风电出力的远程调节和控制,提高风电场的响应速度和准确性。
2.增加电网的储能设备,加强电力系统调峰能力,防止因风力发电波动导致的电网频率偏离。
3.建设智能电网,加强电网监测和运行管理,及时掌握电网状态,预防电网异常情况的发生。
三、电压质量问题大规模风电接入电网还会给电网带来电压质量问题。
由于风电场的电流、电压等质量因素都会影响到配电网的电压稳定性,从而影响到消费者的用电质量和安全。
为此,应采取以下措施:1.提高风电场对电网电压的稳定性和响应能力,利用风电转换器实现对电压的动态调节,减少电压波动。
2.优化电网架构,增加补偿设备,有效控制配电网中的电压切变。
3.增加电力系统的备用容量,确保电力系统的稳定供电。
四、电网损耗大规模风电接入电网后,由于电网传输距离增加、输电线路长度增长,导致电网损耗率的增加。
大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响及优化措施研究

大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响及优化措施研究研究主题:大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响及优化措施研究摘要:随着可再生能源的快速发展和的支持,大规模分布式能源接入电力系统已经成为不可逆转的趋势。
然而,大规模分布式能源接入也带来了新的挑战,线路损耗的增加是其之一。
本论文研究了大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响,同时提出了相应的优化措施。
研究发现通过合理规划线路、调整负荷曲线以及采取适当措施,可以降低大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响。
关键词:大规模分布式能源接入;线损;优化措施1. 引言随着全球市场的动荡和环境问题的日益突出,可再生能源的重要性凸显。
大规模分布式能源接入成为各国领导倡导可持续发展的重要手段之一。
然而,大规模分布式能源接入也带来了电力系统运行的新问题,其中重要之一就是电力线路损耗的增加。
本文旨在研究大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响,并提出相应的优化措施,以解决该问题。
2. 研究问题及背景2.1 研究问题本研究的核心问题是大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响及相应的优化措施。
2.2 研究背景随着可再生能源技术的快速发展和成本的下降,大规模分布式能源接入电力系统已成为一个全球性的发展趋势。
但是,大规模分布式能源接入也引发了一系列新的问题。
其中之一就是电力系统的线路损耗增加。
电力系统线损不仅会造成电力资源浪费,还会对电力系统经济和可靠性产生负面影响。
3. 研究方案方法本研究采用了综合性的研究方法,包括文献调研、数据分析、模拟实验以及数学建模等。
具体的研究方案如下:3.1 文献调研对已有的相关文献进行综合调研,分析大规模分布式能源接入对电力系统线损的影响及其相关机理。
3.2 数据分析收集电力系统的线损数据,并通过统计分析方法对数据进行处理,以了解大规模分布式能源接入对电力线损的影响程度。
3.3 模拟实验采用电力系统仿真软件,构建实际电力系统的仿真模型,并引入大规模分布式能源接入进行仿真实验,以评估其对电力线损的影响。
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2 01 5,V o l ,1 8,No . 7
贵州 电力技术
GUI Z HOU EL ECTR I C P OW ER T ECHNOLOGY
电 网科 技
P o w e r G r i d T e c h n o l o g y
- I 9 - 9 月
_
● 1 2 月
.
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区 簟
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8 。毡… 8 8 …8;;;;i§ 0 0 0 o o 0 0
图 5 乌江源风 电场典型 日负荷 曲线
●
一
一
—_ 、—习 l ' ■~●- ,
瑚
瑚
o
系统开机 容 量为 :
2所 示 , 基本呈 “ V” 型, 年初 负荷较 高 , 夏 季 负 荷
有 一定 的下 降 , 之 后 随着 采 暖负荷 的投 入 , 冬 季
出现 年 最 大 负 荷 。 统 调 最 大 负 荷 主 要 出 现 在 i 1
月或 1 2月 。
1 月
2 月
现状及 未来风 电接入后 的调峰盈亏 , 据此对风 电大规模接入后 的电网运行提 出了几点建议。
关键 词 : 负荷特性 ; 风 电特性 ; 调峰 ; 运行 文章 编号 : 1 0 0 8— 0 8 3 X( 2 0 1 5 ) 0 7—0 0 0 1— 0 3 中图分类号 : T M6 1 4 文献标志码 : B
几年增 长很 快 , 规划 2 0 1 5年 投 产 的 风 电 装 机 容 量有 2 2 6 5 MW 。 在这 三种 电源 中 , 火 电 占 比较 大 , 其 出 力 曲 线 较 为稳定 , 基 本 与省 内负荷 曲线 接 近 ; 水 电 出 力 曲线 则 与火 电 互补 , 可控 性较 高 , 但 在 汛 期 水 电 出力 曲 线 基 本 为 一 条 直 线 , 主要 由火 电 提 供 调 峰; 风 电出力 曲线则 变 化较 大 , 受 地 区 气 候 条 件
谷差率大。
贵州电力技术
第l 8卷
大 外送 负荷 、 系统 备用 容量 ( 取最 大 负荷 的 1 5 %) 来
—
一
,
1■■
确 定 。低谷 期机 组 的最小 出力 采用各 类 型机组 的调 峰能力 确定 , 火 电机 组取 5 0 %, 水 电机 组取 1 0 %, 风
电机组 取 7 0 %。
根据 统计 资料 , 截止 2 0 1 4年底 , 贵州 统调 电 源装机 有 3 6 8 4 9 . 5 8 MW , 其 中火 电装 机 2 1 4 9 0
MW , 占比 5 8 . 3 %; 水 电装 机 1 3 0 3 3 . 5 8 MW , 占 比3 5 . 4 %; 风 电装 机 2 3 2 6 MW . 占比 6 . 3 % 。 贵 州 的水 电 已基 本 开 发 完 毕 , 在 后 期 规 划 新 增 电 源 装机 中 , 主要 还 是 偏 重 火 电 。风 电 装 机 容 量 在 近
珊 啪 蜘 蜘 荨 } 珊 m 0
近年来, 风 电 在贵 州 的装 机容 量迅 速增 加 ,
从 2 0 1 1年 的 4 2 MW 迅 速 增 加 到 2 0 1 4 年 的
2 3 2 6 MW , 已 成 为 贵 州 清 洁 能 源 结 构 的 重 要 环
大 规 模 风 电接 入 对 贵 州 电 网 调 峰 运 行 的 影 响 研 究
刘 明顺 , 曹 杰 , 马覃峰
( 贵州 电网公 司电力调度控制 中心 , 贵州 贵阳 5 5 0 0 0 2 )
摘
要: 通过分析 贵州装 机和 负荷特性 , 得 出风 电的反调峰特性后 , 又通过分析风 电并 网后 对 系统调峰 能力的影响 ,
7 ) Y
8 月
, 月
I 口 月
I I , Y
u月
影 响较 大 , 在 电 力 系 统 中 运 行 时 无 法 与 负 荷 匹
配, 不 能 做 到 削 峰 填 谷 。根 据 2 0 1 4年 的 风 电 的
图 2 贵 州近 几 年 统 调 年 负 荷 曲线 图
如图3 、 4所 示 , 冬 季 和 夏 季 日最 大 负 荷 曲线
P G=P +P
- .
+P ,
( 1 )
 ̄ - . 2 o o  ̄, . , . 1 4  ̄2 C 0 7- ' ・ 2 0 0 1 1
1 月 z 月 3 月 4 月 s 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 O 月 1 1 月 1 2 月
1 贵州电网 电源结构和 负荷特性
1 . 1 电源 结构 及 出力特 性
图1 贵州 2 0 1 4年 风 电 出力 情 况/ M W
1 . 2 负荷特 性 分 析 贵州 近几 年 的 统 调 年 负 荷 , 其 曲线 如 图
A
/ \ 人 ’ \ / \ /
y
— ’
、
节 。在 “ 十二五” 期间 , 贵 州 的风 电建 设 将 进 入 快
速发展 阶段 , 接入贵 州电 网的风 电机组 也将 越来
越 多 。 有 必 要 对 其 接 人 系 统 后 给 电 网 调 峰 运 行 带来 的影响进行分析 。
年 出力 情 况 ( 如 图 1所 示 ) 来看 , 贵 州 风 电 出 力 主 要集 中在冬季 ; 按 地 区 来 统 计 贵 州 的风 电集 中 在
毕节地 区和六盘水地 区。
均 有 两个 用 电 高 峰 , 出现 的 时 间 略 有 差 异 , 同时 ,
由于冬季采 暖负荷大 , 冬季 的 日负荷率偏低 , 日峰
誓
一
谢
. -
’
_ _ 垒 3 胄
+. 2 o o 6- ’ . . 2 ∞7 - 甚r . 2 o ∞ , - ,  ̄ 2 0 0 9, - a  ̄2 0 1 0+ m l- 卜 2 0 1 2・ 一 . 卜2 m3
6 月
图 3 贵州近几 年冬季统 调最 大负荷 日曲线图