促进风电消纳的火电灵活性改造深度及经济效益研究

发布时间：2020-05-12 14:02

【摘要】：随着风电渗透率越来越高,电网的调峰压力日益突出。尤其在“三北”地区的供暖季,热电联产机组“以热定电”的运行模式,进一步加大了系统的调峰压力,并导致弃风限电。本文以缓解系统调峰压力、提升风电消纳水平为目标,将火电机组灵活性改造作为解决方案,研究火电机组灵活性改造的深度及其经济效益。本文的主要工作及研究成果包括:(1)采用时序模拟仿真法计算风电消纳能力。分析了某区域电网的电源结构、负荷特性、风电特性,并通过基于时序模拟仿真的方法量化评估了该区域电网供暖季风电消纳能力。研究结果表明,该区域电网在供暖季具有巨大的调峰压力,风电消纳能力有限。(2)采用概率最优潮流方法确定火电灵活性改造的优先级及深度。通过Nataf逆变换的方法生成具有相关性的样本;对样本点进行最优潮流计算,通过对机组出力结果进行概率统计,确定火电灵活性改造的优先级;依据改造优先级,对机组出力下限的约束条件进行相应修正,再次求解概率最优潮流问题,确定火电灵活性改造的深度。以某市电网作为算例,确定消纳不同比例风电场景下的火电灵活性改造的优先级及深度,研究结果一方面可为相关规划部门确定火电灵活性改造优先级及深度提供决策依据,另一方面可为该地区火电灵活性改造经济效益的研究提供数据与场景基础。(3)采用净现值法评估火电灵活性改造经济效益。分析了火电机组参与调峰的过程;对火电机组灵活性改造的成本、火电机组在不同调峰补偿模式下的调峰收益进行分析;通过净现值法计算灵活性改造机组的成本回收年限,以此评估对火电灵活性改造的经济效益。对算例系统中不同场景下灵活性改造机组的经济效益进行分析评估,根据评估结果对政府相关部门、电网公司和发电企业提出相应建议,以提高风电消纳水平和火电机组参与灵活性改造的积极性。
【图文】：

机组调峰,风电,热电联产

。千瓦时，但仍未满足《可再生能源法》对全额保障购买制度的相关要求。逡逑我国资源禀赋及火电的低发电成本决定了我国发电装机以火电为主。特别是逡逑在“三北”地区，热电联产机组的比例较高。供热期间，热电联产机组实行“以热逡逑定电”方式来保证民生的供热。系统最小出力很难降低，即使在大风期间也只能产逡逑生有限的风电。在“三北”地区，热电机组占比７０％以上。在供热期间，热电机组逡逑的最低出力只能降到６５％，否则将会影响供热品质。因此，许多地区的风电没有被逡逑接纳的空间，只能进行弃风。尤其在东北地区，抽水蓄能、天然气等灵活性电源的逡逑发展受到限制。供暖季的大风期与供热期重叠，并且风电具有反调峰的特点，这使逡逑得调峰变得更加困难。尤其在春节期间，常常需要通过大量弃风进行调峰。逡逑图Ｍ为不同国家之间的机组调峰能力的对比分析。我国热电联产机组的调峰逡逑能力只能达到额定容量的７０％，但丹麦、德国的热电联产机组的调峰能力己经能逡逑到机组额定容量的２０％和４０％。我国的纯凝机组调峰能力能够达到额定容量的逡逑５０％，但丹麦和德国已经能够达到２０％和２５％。增强电源的灵活性，进行火电机组逡逑的灵活性改造是提高系统调峰能力，促进风电消纳最为有效、直接的的措施。逡逑８０％邋ｒ逡逑

区域电网,电源结构,风电,调峰

为１．６％。抽水蓄能等灵活性调节电源占比很低，增大了系统的调峰难度。风电装逡逑机容量１１３００ＭＷ，，占比为１５．０３％，风电的波动特性和反调峰特性，使得风电机组逡逑不仅不能够参与调峰，反而增大系统的调峰难度。图２－１为２０１６年某区域电网电逡逑源结构。逡逑自备，１７００ＭＷ，逡逑风电，逦２．２６％逡逑水电＼逡逑１５０ＭＷ，逡逑０．２０％逡逑漏逡逑１．４２％逡逑燃气」逡逑１１１７７．６４ＭＷ逡逑画邋Ｗ，逡逑图２－１邋２０１６年某区域电网电源结构逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｏｗｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ａ邋ｒｅｇｉｏｎａｌ邋ｐｏｗｅｒ邋ｇｒｉｄ邋ｉｎ邋２０１６逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM621

【参考文献】