【摘 要】眾所周知，風(fēng)電是電網(wǎng)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(lái)了一定的便利性，同時(shí)也是一種節(jié)能環(huán)保的發(fā)電方式。但是在風(fēng)電運(yùn)行的過(guò)程中，存在一系列的問(wèn)題，其中對(duì)于電源的規(guī)劃和設(shè)置和傳統(tǒng)的模式有很大的區(qū)別，因此需要對(duì)這一問(wèn)題加強(qiáng)重視。本文中主要對(duì)風(fēng)電接入的電源電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃工作進(jìn)行深入分析和探究，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供方法的借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】電源電網(wǎng)；風(fēng)電場(chǎng)；協(xié)調(diào)規(guī)劃

從眾多的發(fā)電系統(tǒng)上來(lái)看，風(fēng)電是最新的一種發(fā)電模式，和水電、火電以及核電等相比，其間歇性較強(qiáng)，而且對(duì)于風(fēng)電規(guī)劃的建設(shè)沒(méi)有科學(xué)的依據(jù)。進(jìn)行風(fēng)電接入電源電網(wǎng)的協(xié)調(diào)和規(guī)劃是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，需要考慮到相應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)以及負(fù)荷信息等因素，要按照科學(xué)的規(guī)劃途徑以及規(guī)劃模型來(lái)進(jìn)行?，F(xiàn)如今的電源電網(wǎng)規(guī)劃還存在著一定的局限性，進(jìn)行風(fēng)電接入對(duì)于系統(tǒng)的諸多方便都具有較高的要求，還要充分考慮到規(guī)劃方案的成本。

1.風(fēng)電接入的電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型

由于風(fēng)電接入的特殊性，進(jìn)行電源電網(wǎng)的協(xié)調(diào)和規(guī)劃是應(yīng)該首要解決的問(wèn)題。根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)峰以及調(diào)頻的能力問(wèn)題來(lái)制定相應(yīng)的配置方案。然后要建立規(guī)劃模型，主要針對(duì)風(fēng)電的并網(wǎng)問(wèn)題提出的這一要求。最后根據(jù)規(guī)劃的方案和相應(yīng)的模型來(lái)建立最終的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。

1.1風(fēng)電接入的調(diào)節(jié)機(jī)組配制方法

進(jìn)行電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻任務(wù)，主要是為了滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性要求，進(jìn)而妥善地應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)荷量。這一工作要在風(fēng)電并網(wǎng)之前完成。在并網(wǎng)之后，要對(duì)調(diào)峰和調(diào)頻等進(jìn)行加強(qiáng)，要嚴(yán)格控制并網(wǎng)風(fēng)電和電網(wǎng)之間的關(guān)系，同時(shí)保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，在進(jìn)行電網(wǎng)并行的同時(shí)要依靠電源來(lái)提供一定的出力。

這種運(yùn)行模式，相當(dāng)于設(shè)置了調(diào)節(jié)機(jī)組，和調(diào)頻的功能有些相似，從屬于規(guī)劃范疇。其最終的目的就是為了保證風(fēng)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，加強(qiáng)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(xiàng)基本能力，主要是為了風(fēng)電出力產(chǎn)生的變化性。

1.1.2調(diào)節(jié)機(jī)組類型的選擇

調(diào)節(jié)機(jī)組的設(shè)置有多個(gè)部位構(gòu)成，其電源是最為主要的一個(gè)元器件，主要為蓄電池或者是火電機(jī)組等等。對(duì)于蓄電池來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用范圍還相對(duì)較小，主要是由于這種電池的蓄電量不大，而且成本也相對(duì)較高，相關(guān)的工藝和技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。而火電機(jī)組的環(huán)保能力相對(duì)較低，雖然技術(shù)較成熟，但是在具體的應(yīng)用過(guò)程中受到準(zhǔn)多因素的控制。可見(jiàn)，不同類型的機(jī)組會(huì)呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也有一定的不足，因此，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.2風(fēng)電系統(tǒng)電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型

在對(duì)機(jī)組的容量和類型等進(jìn)行確定之后，需要對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)組的其他相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行考慮，融入到規(guī)劃的內(nèi)容中。需要注意的是，電源電網(wǎng)的協(xié)調(diào)工作需要考慮到規(guī)劃成本，同時(shí)要考慮到風(fēng)電的利用率以及線路的負(fù)荷程度。

2.算例測(cè)試

2.1調(diào)節(jié)機(jī)組選址對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

所建立的規(guī)劃模型，主要是對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)組的選址以及電網(wǎng)線路建設(shè)等進(jìn)行規(guī)劃，以達(dá)到設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)。接下來(lái)，筆者主要以一特殊的風(fēng)電機(jī)組為例，淺要地分析調(diào)節(jié)機(jī)組的選址對(duì)于電源電網(wǎng)規(guī)劃的影響。

在電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，需要考慮到線路的長(zhǎng)度與實(shí)際費(fèi)用之間的關(guān)系。通常情況下，二者體現(xiàn)出一定的正比關(guān)系。因此，需要設(shè)定低成本的規(guī)劃方案，可見(jiàn)，進(jìn)行電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2測(cè)試系統(tǒng)基本情況

該系統(tǒng)原為一個(gè)24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，新增的節(jié)點(diǎn)25為風(fēng)電節(jié)點(diǎn)，修改后的系統(tǒng)中共含有10個(gè)發(fā)電節(jié)點(diǎn)、17個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、38回輸電線路、5組變壓器，其中火電機(jī)組均為一日僅可啟停一次。為風(fēng)電接入而配置的調(diào)節(jié)機(jī)組共有7個(gè)待選的接入地址，分別為：風(fēng)電節(jié)點(diǎn)25，以及其附近的節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)9，沒(méi)有其余適合調(diào)節(jié)機(jī)組接入的新節(jié)點(diǎn)。本文為保證風(fēng)電接入后不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的有功平衡造成較大影響，調(diào)整了部分節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)組出力。修改后系統(tǒng)各發(fā)電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)組出力及爬坡能力。系統(tǒng)中共有17回待選線路。

2.3電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃

確定調(diào)節(jié)機(jī)組的相關(guān)參數(shù)后，提出電源電網(wǎng)規(guī)劃模型求解出調(diào)節(jié)機(jī)組選址與線路建設(shè)的綜合最優(yōu)方案。本算例中，單位長(zhǎng)度線路建設(shè)成本相同，故以規(guī)劃方案中線路建設(shè)長(zhǎng)度替代建設(shè)成本，作為最優(yōu)化目標(biāo)。當(dāng)風(fēng)電容量不大于320MW時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)組的容量均為195MW，這表明僅由于負(fù)荷的波動(dòng)性造成的調(diào)節(jié)機(jī)組容量需求為195MW，在此情況下還可接入風(fēng)電容量320MW。而當(dāng)風(fēng)電容量大于320MW時(shí)，隨著風(fēng)電容量的增加，調(diào)節(jié)機(jī)組的容量及其成本也將隨之增加。風(fēng)電容量320MW將成為因風(fēng)電接入造成調(diào)節(jié)機(jī)組成本增加的臨界點(diǎn)。

3.結(jié)語(yǔ)

本文在分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)風(fēng)電的電源電網(wǎng)規(guī)劃研究成果的基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)電場(chǎng)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)風(fēng)電隨機(jī)性的特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)電接入后電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行建模，提出了調(diào)節(jié)機(jī)組配置方案，得到以下結(jié)論。

（1）風(fēng)能與常規(guī)能源不同，由于風(fēng)速的隨機(jī)性，風(fēng)電出力波動(dòng)也非常明顯。在規(guī)劃的過(guò)程中，不僅要考慮線路接入，還需考慮系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰能力及相關(guān)容量規(guī)劃。

（2）通過(guò)風(fēng)電和負(fù)荷的波動(dòng)性分析獲得所需調(diào)節(jié)機(jī)組的容量后，可建立電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型，將調(diào)節(jié)機(jī)組的選址作為優(yōu)化變量之一，最優(yōu)化線路規(guī)劃，并獲得綜合最優(yōu)方案。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]魏磊，張琳，姜寧，于廣亮.包含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)峰能力計(jì)算方法探討[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010（08）.

[2]李建林.大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展舉足輕重[J].變頻器世界，2010（06）.

[3]張運(yùn)洲，白建華，辛頌旭.我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)及消納相關(guān)重大問(wèn)題研究[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010（01）.

[4]高賜威，何葉.考慮風(fēng)力發(fā)電接入的電網(wǎng)規(guī)劃[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2009（04）.