孔祥明

摘 要：利用風(fēng)能代替其他能源進(jìn)行電力生產(chǎn)，在確保滿足我國(guó)現(xiàn)代居民和城市的生活和發(fā)展的需求的同時(shí)，保證對(duì)我國(guó)其他能源的節(jié)約和保護(hù)，達(dá)到節(jié)能生產(chǎn)的目的，并為進(jìn)一步加大我國(guó)科技開(kāi)發(fā)力度起到推動(dòng)作用，但由于在該電力系統(tǒng)中存在的風(fēng)電不確定性會(huì)導(dǎo)致電力生產(chǎn)過(guò)程及效率也隨之受到影響，基于此，本文對(duì)風(fēng)電不確定性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，就該不確定性對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響和相應(yīng)對(duì)策展開(kāi)思考與研究。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電不確定性 電力系統(tǒng) 影響 應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）11（c）-0053-02

1 風(fēng)電不確定性的基本概念

通常情況下，在利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的波動(dòng)性、間歇性是風(fēng)電不確定性在發(fā)電過(guò)程中展現(xiàn)出的基本形式。波動(dòng)性是指風(fēng)力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)速的不均勻性產(chǎn)生的一定波動(dòng)，而導(dǎo)致風(fēng)速出現(xiàn)波動(dòng)性的主要原因包括地域、氣候和風(fēng)速頻率，一般來(lái)說(shuō)不同地域的風(fēng)速因其地理環(huán)境和海拔等條件不同也有所不同，再加上短時(shí)間內(nèi)風(fēng)速在頻率上有所變化，在利用不同風(fēng)速進(jìn)行發(fā)電時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)性和不確定性也較大，因此則導(dǎo)致風(fēng)電出現(xiàn)不確定性。

而實(shí)際上利用現(xiàn)有技術(shù)和測(cè)量技術(shù)無(wú)法對(duì)風(fēng)速產(chǎn)生的波動(dòng)和間歇性進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和記錄，同時(shí)也無(wú)法針對(duì)其產(chǎn)生的風(fēng)電不確定性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，因此在使用正弦波、矩形波等方法時(shí)無(wú)法得到明確、準(zhǔn)確的波動(dòng)值和間歇值，隨機(jī)性、不確定性極強(qiáng)，因此導(dǎo)致風(fēng)電不確定性產(chǎn)生的主要原因還是源自于風(fēng)速本身。

2 風(fēng)電不確定性出現(xiàn)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的不同影響

2.1 對(duì)電力頻率產(chǎn)生的影響

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行過(guò)程中保證其穩(wěn)定性是確保該系統(tǒng)整體運(yùn)行水平的關(guān)鍵因素，而針對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行控制時(shí)多需要對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)部的防干擾系統(tǒng)及抵御系統(tǒng)整體強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)，確保電力系統(tǒng)的充裕性，才能夠保證該電力系統(tǒng)能夠在運(yùn)行過(guò)程中保證對(duì)電力用戶的電力輸送。但由于風(fēng)電不確定性的存在，則會(huì)對(duì)其充裕性和抵御系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響，最直接的表現(xiàn)則為電力的頻率出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。在受到風(fēng)電不確定性的作用下，電力頻率會(huì)因風(fēng)速等指標(biāo)的變化產(chǎn)生變化，而這種變化無(wú)法及時(shí)得到準(zhǔn)確控制和計(jì)算，導(dǎo)致其頻率整體變化形態(tài)無(wú)法被控制，使電力系統(tǒng)整體頻率受到影響，而針對(duì)這種現(xiàn)象，必須要求電力系統(tǒng)控制人員等其他相關(guān)人員需要及時(shí)對(duì)風(fēng)電不確定性進(jìn)行掌握和捕捉，一旦捕捉到該不確定性因素則能夠針對(duì)具體情況和具體分析結(jié)果，采取實(shí)際性措施，對(duì)其頻率進(jìn)行有效控制，以免因頻率超出或達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)范圍而出現(xiàn)電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定性受損的情況。

2.2 對(duì)電壓產(chǎn)生的影響

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，風(fēng)電不確定性會(huì)影響電力系統(tǒng)電壓，一旦電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加上其他相關(guān)因素作用，風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。隨著風(fēng)機(jī)不斷入網(wǎng)，電網(wǎng)中的感應(yīng)電機(jī)明顯增加，加上風(fēng)電不確定性因素作用，電壓極易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，極易出現(xiàn)故障問(wèn)題。針對(duì)風(fēng)電不確定性在電力系統(tǒng)電壓方面的影響來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員可以根據(jù)電力系統(tǒng)具體運(yùn)行情況，可以將無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備合理安裝到線路中，避免在風(fēng)電不確定性作用下，電力系統(tǒng)電壓頻繁出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，確保電力系統(tǒng)處于高效運(yùn)行中，最大化降低安全事故發(fā)生率。

2.3 對(duì)我國(guó)電力市場(chǎng)產(chǎn)生的影響

近年來(lái)我國(guó)部分風(fēng)力較為充足的地方為了積極相應(yīng)國(guó)家號(hào)召和持續(xù)發(fā)展方針內(nèi)容，以風(fēng)能為主要發(fā)電方式，建立風(fēng)力發(fā)電廠，以期能夠利用風(fēng)能加大電力的生產(chǎn)力度，為進(jìn)一步滿足我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展及我國(guó)未來(lái)發(fā)展科技基礎(chǔ)提供先決性條件，由于現(xiàn)有國(guó)內(nèi)存在RES入網(wǎng)增長(zhǎng)速度較快的情況，而現(xiàn)有電力市場(chǎng)內(nèi)有關(guān)電力企業(yè)及城市電力輸送的相關(guān)內(nèi)容均存在一定固定模式，但風(fēng)電的不確定性因素則極易對(duì)DSM（需求側(cè)管理）整體準(zhǔn)確度和水平產(chǎn)生影響，對(duì)我國(guó)電力企業(yè)在電力市場(chǎng)中未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)和走向均產(chǎn)生一定影響。

2.4 對(duì)節(jié)能減排產(chǎn)生的影響

傳統(tǒng)電力生產(chǎn)過(guò)程需要對(duì)煤炭等進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能以便于對(duì)城市建筑和居民生活的電能供應(yīng)，而風(fēng)能發(fā)電則能夠在較大程度上降低對(duì)我國(guó)能源的消耗，況且煤礦等不可再生性能源在使用過(guò)程中需要通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能完成能量轉(zhuǎn)換，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致空氣中二氧化碳等碳化物排放量的增加，對(duì)我國(guó)環(huán)境等均產(chǎn)生影響，因此大力發(fā)展風(fēng)能發(fā)電可在一定程度上達(dá)到我國(guó)節(jié)能減排發(fā)展的基本目標(biāo)。但由于風(fēng)電不確定性因素的存在導(dǎo)致現(xiàn)有風(fēng)能發(fā)電整體水平仍無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)，因此在一定供應(yīng)過(guò)程中仍需要利用傳統(tǒng)發(fā)電模式，而這種形式則對(duì)節(jié)能減排目標(biāo)產(chǎn)生影響，對(duì)我國(guó)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程產(chǎn)生了較大阻礙。

3 降低風(fēng)電不確定性影響水平的應(yīng)對(duì)措施

3.1 建立電網(wǎng)防線，降低不確定性因素的影響率

在針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)電不確定性因素進(jìn)行控制時(shí)，首先要求相關(guān)人員必須及時(shí)對(duì)該不確定性因素進(jìn)行具體分析，并針對(duì)該場(chǎng)內(nèi)的實(shí)際情況，結(jié)合該區(qū)域內(nèi)的地形、風(fēng)力、風(fēng)速、氣候等具體特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析和評(píng)估，并做好預(yù)防控制、緊急控制和校正控制，利用這三道防線加強(qiáng)對(duì)不確定性因素的控制力度，并在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中按照現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)原則對(duì)場(chǎng)內(nèi)相關(guān)決策進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，例如當(dāng)風(fēng)力出現(xiàn)間歇性影響時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)停運(yùn)等情況，而這種情況的發(fā)生概率無(wú)論多大都會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率產(chǎn)生損害，為此則必須針對(duì)發(fā)電、輸送和用電等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，并及時(shí)做出緊急應(yīng)對(duì)措施，加強(qiáng)對(duì)不確定性因素的控制。

3.2 提升風(fēng)速測(cè)定精確水平

一方面可結(jié)合以往的風(fēng)電生產(chǎn)資料進(jìn)行分析，對(duì)過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)速的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和對(duì)比；另一方面則需要根據(jù)風(fēng)速的不同變化時(shí)期在系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行計(jì)劃、檢修內(nèi)容中進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并將具體數(shù)據(jù)信息傳達(dá)給各個(gè)以風(fēng)速為主要應(yīng)用條件的系統(tǒng)，盡可能提升對(duì)風(fēng)速測(cè)定的精確度，保證在一定期間內(nèi)能夠利用該測(cè)定數(shù)值加大對(duì)不確定性的控制和應(yīng)對(duì)，降低計(jì)算誤差，提升風(fēng)能發(fā)電效率和水平。

3.3 加強(qiáng)對(duì)充裕性、穩(wěn)定性的把控

為進(jìn)一步提升對(duì)極端事件的控制及應(yīng)對(duì)水平，風(fēng)電企業(yè)需要及時(shí)將環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生的非電力信息以及在電力市場(chǎng)內(nèi)的較易信息與現(xiàn)有風(fēng)速概率預(yù)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)進(jìn)行所有信息的全面評(píng)估和分析及時(shí)找出在評(píng)估中存在的風(fēng)電不確定性因素以及該因素對(duì)充裕性和電力穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響程度，可通過(guò)處理離散變量或連續(xù)變量或?qū)煞N方法結(jié)合使用對(duì)充裕性和穩(wěn)定性進(jìn)行控制，而在計(jì)算過(guò)程中必須加大對(duì)靈敏度的控制與分析，以確保能夠在分析時(shí)減少相應(yīng)場(chǎng)景，提升對(duì)充裕性、穩(wěn)定性的把控。

3.4 做好量化分析，降低風(fēng)險(xiǎn)

EEAC法的量化分析結(jié)果準(zhǔn)確性較高，也是現(xiàn)有量化分析過(guò)程中較為常用的方法之一。雷興等人在研究過(guò)程中提出了感應(yīng)發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定判據(jù)及相應(yīng)的穩(wěn)定裕度定義。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償和場(chǎng)內(nèi)控制策略出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，接入點(diǎn)內(nèi)的暫態(tài)電壓的偏移可接受性也會(huì)隨之受到影響，因此在此過(guò)程中必須做好量化分析，保證控制策略的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電不確定性因素的控制，降低風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)風(fēng)電不確定性因素時(shí)，因素對(duì)于不同區(qū)域產(chǎn)生的影響不同，對(duì)整體電力系統(tǒng)水平和電力生產(chǎn)效率也產(chǎn)生一定影響，因此為了進(jìn)一步提升風(fēng)電場(chǎng)整體發(fā)電水平，則需要根據(jù)具體情況針對(duì)不確定性進(jìn)行具體分析，并采取應(yīng)對(duì)措施，保證其發(fā)電效率的同時(shí)提升我國(guó)電力市場(chǎng)整體穩(wěn)定性，達(dá)到節(jié)能減排、持續(xù)發(fā)展的基本目標(biāo)。

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