改善受端电网调峰裕度的特高压直流外送风火协调调度

崔 杨, 赵 玉, 邱丽君, 王 铮, 仲悟之

(1. 东北电力大学电气工程学院, 吉林省吉林市 132012; 2. 中国电力科学研究院有限公司, 北京市100192;3. 国网甘肃省电力公司调度控制中心, 甘肃省兰州市 730030)

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截至2016年,中国风电累计并网容量达到150 GW,装机容量占全球风电总装机容量的1/4。然而,大型风电基地运行中频发的弃风问题正成为限制中国风电快速发展的新瓶颈。据统计[1],2016年前三季度,全国主要风电基地弃风严重,吉林、内蒙古弃风率分别达到39%和30%,而甘肃和新疆更是达到了47%和45%。

本地消纳能力不足是导致风电基地弃风的主要原因之一,依靠电力外送通道实现风电跨区消纳是解决弃风问题的有效途径[2]。在大容量、远距离输电方面,直流输电比交流更具优势[3],大规模风电经直流外送实现跨区消纳具有广阔的应用前景。

风电具有强波动性和随机性,输电通道单一输送风电不利于直流系统安全性和经济性的提高。实际规划及运行中,通常以一定容量火电机组与风电配套运行(即风火联合外送)的方式来平抑风电的随机波动。显然,不同的配套火电容量将有不同的平抑效果。此外,直流通道的运行方式也直接决定了风火的调度模式。

配套火电容量的确定,一般以留取足够系统备用以支持风电消纳[4-5]为目的,或如文献[6-8]从经济性角度进行优化。事实上,配套火电机组的目的是为了平抑风电波动,因此,必须考虑风电波动的爬坡特性对火电机组容量配置的需求。风电爬坡事件是风电波动性的体现是风电功率短时间尺度下的大幅波动[9],随着风电大规模接入电网,必须分析风电爬坡事件对电网调度的影响。……