风电接纳能力
风电接纳能力是指电力系统在保障安全、稳定和经济运行的基础上,能够容纳的最大风电量,也称为风电穿透率极限。
影响因素
电源结构
电力系统作为一个实时平衡系统,需要同时完成发电、传输和使用。负荷可以被精确预测,常规电源可以根据负荷预测结果调整发电出力,从而实现电力平衡。然而,风电的发电出力受自然风的影响,具有随机、波动和不可控的特点,需要其他电源与之配合以平衡负荷需求。在中国,以煤炭为主要一次能源的利用结构导致大多数常规电源为火电机组,这些火电机组的调节能力和灵活性受到技术和经济性的限制,这成为制约风电等可再生能源发电接纳能力的主要原因之一。
电网构架
中国的风能资源主要集中在"三北"地区,远离负荷中心,因此大规模的风电需要通过输电网长距离输送至负荷中心。当风电场装机容量大且出力高时,大量的风电功率远距离输送会导致线路压降增大,送端系统的电压稳定裕度降低,从而限制了风电的接纳能力。此外,线路的输电能力也是风电"窝电"的一个重要因素。
负荷特性
负荷的种类、用电量大小和峰谷差水平会影响电力系统风电接纳能力。通过加强负荷侧管理,应用可调负荷,如海水淡化、电动汽车、电采暖等,可以使负荷的变化适应风电出力的变化,从而有效地提高风电接纳能力。
电网运行水平
随着风电装机规模的扩大,需要提高电网的运行水平以实现风电接纳,如采用智能电网技术、风电功率预测技术、优化调度技术等。
风电技术水平
风电技术水平的进步,如从最初的定速风电机组发展到现在更友好的双馈变速风电机组,提高了风电机组对电网的要求的适应性。通过提高风电的设备制造水平、风电场的协调控制水平以及抗干扰能力等,可以提高系统消纳风电的能力。
提高措施
为了提高风电接纳能力,采取的主要措施包括改善系统电源结构,如新建灵活调节电源、抽水蓄能电站等;挖掘常规机组的调节能力,如深入发掘火电机组的调峰潜力;加强电网建设,避免外送风电功率受限;采用智能电网技术,提高电网运行水平;开展风电功率预测、负荷需求侧管理等。此外,通过政策引导,制定合理的价格机制,促进风电、常规电源与电网的同步规划和发展,调动各方积极性,提高电网的风电消纳能力。
国际情况
风电穿透率指的是风力发电量占社会总用电量的比例。不同时间段的风电穿透率会有所不同。截至2011年,全球已有五个国家的风电穿透率超过了5%,分别为丹麦(26%)、葡萄牙(17%)、西班牙(15%)、爱尔兰(14%)和德国(9%)。同年,中国风力发电量达800亿千瓦时,社会总用电量为46,928亿千瓦时,风电穿透率为1.7%,但在部分地区,如内蒙古自治区东部,风电渗透率相对较高。在短时间内,风电穿透率可能非常高,例如2010年10月31日,葡萄牙当天的风电穿透率达61%,凌晨2:15的峰值高达75%。
参考资料
风电接纳能力.搜狐网.2024-11-29
基于调峰约束的风电接纳能力分析.百度学术搜索.2024-11-29
调峰裕度--风电接纳能力 - 百度文库.百度文库.2024-11-29