充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型_凡鹏飞

充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型_凡鹏飞 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型_凡 鹏飞 DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2012.05.032 第36卷 第5期 2012年5月 电 网 技 术 Power System Technology Vol. 36 No. 5 May 2012 文章编号:1000-3673(2012)05-0051-07 中图分类号:TM 732 文献标志码:A 学科代码:470?4054 充裕性资源协同参与系统调节的 风电消纳能力分析模型 凡鹏飞1，张粒子1，谢国辉2 (1(华北电力大学 电气与电子工程学院，北京市 昌平区 102206; 2(国网能源研究院，北京市 西城区 100052) Analysis Model for Accommodation Capability of Wind Power With Adequacy Resources Involved in System Regulation FAN Pengfei1, ZHANG Lizi1, XIE Guohui2 (1. School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Changping District, Beijing 102206, China; 2. State Grid Energy Research Institute, Xicheng District, Beijing 100052, China) ABSTRACT: Power grid’s accommodation capacity of wind power depends on the ability of comprehensively coordinating —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ adequacy resources in the whole power grid. Based on deep analysis of key factors influencing accommodation capability of wind power basic idea and method were proposed to manoeuvre wide and flexible adequacy resources involved in system regulation. From the viewpoint of delimitating and identifying flexible adequacy resources in the links of power generation, transmission and distribution, comprehensively considering technical characteristics of various power generations and such constrains as the balance of power and thermal loads and transfer capacity and taking the minimum system operation cost as objective function, a model is built to analyze wind power accommodation capacity of power grid. Taking a certain province in China, which is rich in wind power resources, as calculation example, the changes of wind power accommodation capability were simulated and analyzed under different scenes of introducing in different flexible resources. Results of simulation and analysis show that the accommodation capability of wind power can be improved by increasing various flexible resources in which the resource of peak load regulation capacity plays the most important part. KEY WORDS: wind power; accommodation capacity; power generation; transmission and distribution; power utilization; cost of system operation; peak regulation capacity 摘要:大规模风电消纳能力取决于整个电力系统各环节充裕 性资源综合协调的能力。在深入分析影响风电消纳能力关键要素 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 的基础上，提出了调动广泛灵活的充裕性资源协同参与系统调节，提高风电消纳能力的基本理念和方法。从界定并识别电力系统发电、输配电、用电等环节灵活充裕性资源出发，综合考虑火电、水电和风电的发电技术特性，电力和热力负荷平衡、输电容量等约束，以系统运行成本最低为目标，建立了风电消纳能力分析模型。以我国某风电大省为实际算例，模拟分析了引入不同灵活资源情景下风电消纳能力的变化情况。结果表明，增加各类灵活资源均能提高风电消纳能力，其中，调峰容量资源的影响程度最大。 关键词:风电;消纳能力;发电;输配电;用电;系统运行成本;调峰容量 0 引言 大规模风电开发和利用一直是世界各国普遍关注的焦点。当风电规模较小时，电力系统能够充分接纳风电并网发电;而当风电达到一定规模后，由于风能资源具有间歇性、波动性以及不可调度性等特点，能否进一步有效提升其开发和利用水平，除必要的激励性政策措施[1]到位之外，还取决于各国各地区电力系统的电源结构[2]、电网状况[3]、负荷特性[4]等客观条件。从世界范围来看，风电实现规模化开发和利用的丹麦、西班牙等风电大国正是通过充分调动整个电力系统充裕性资源参与含风电系统的平衡调节，保障电网安全稳定运行和风电可见，消纳空间，提高电力系统接纳风电的能力[5-6]。大规模风电消纳能力主要取决于整个电力系统充裕性资源丰裕程度及其综合协调能力。 目前，已有不少针对风电消纳能力的研究成果 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 基金项目:“十二五”国家能源规划重大课题(NYJGH-2009-10); “十一五”国家科技支撑项目(2008BAA13B11)。 Key Project of the National Twelfth-Five Year Energy Planning of China (NYJGH-2009-10); Key Project of the National Eleventh-Five Year Research Program of China (2008BAA13B11). 52 凡鹏飞等:充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型 Vol. 36 No. 5 报道。从政策层面，文献[7]提出了促进我国风电可持续发展思路，建立了一套风电消纳能力研究方法，分析得出抽水蓄能建设规模、跨区输电能力是最主要影响因素。文献[8]以甘肃酒泉地区为例，定性提出了风电消纳与打捆外送模式。从系统规划层面，文献[9]引入风电保证容量和有效容量概念，从电力系统规划层面提出了中国风电合理开发规模及效益评估的研究方法。由于消纳能力与弃风密切相关，因而相关文献围绕弃风问题开展风电消纳能力研究。文献[10]基于安全约束经济调度模型，考虑风电接入电网不同位置、电网输电容量约束、负荷特性等因素，研究不同风电场并网下的弃风比例变化情况。文献[11]研究灵活调节水电站对减少风电弃风，提高风电消纳能力的作用。文献[12]基于机会约束规划的理论和方法，从风电接纳能力的角度优化分析风电并网容量。文献[13]分析了风电送出受限导致弃风的原因，提出了考虑约束的风电调度模式，研究了具体的调度原则和实施细则。 国际能源署近来发布的一份研究报告提出根据电力系统灵活调—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 节型充裕性资源情况，研究丹麦、英国、日本等国电力系统接纳风电的能力[14]。本文借鉴此思路，基于一个全新的视角，揭示影响风电消纳能力的关键要素，深入分析电力系统灵活型充裕性资源的丰裕程度对提高风电消纳能力作用。本文综合考虑火电、水电和风电的发电技术特性，电力和热力负荷平衡，以及输电容量等约束，建立风电消纳能力分析模型。以我国某风电大省为实际案例，应用模型模拟分析该省风电消纳能力。 电动汽车等。按照调节性能的灵活程度不同，又将充裕性资源分为常规充裕性资源和灵活充裕性资源。灵活充裕性资源包括燃油、燃气、抽水蓄能等发电侧充裕性资源以及蓄热电锅炉、热泵等用户侧充裕性资源。 首先，具备良好的电源结构，增强发电侧调峰容量充裕度，是提高风电消纳能力的基础。风电出力变动性将显著影响电力系统实时功率平衡，客观上需要常规电源具备灵活调节能力和充裕的调峰容量，参与系统调峰、调频和调压，降低电力系统接纳风电所面临的技术困难。欧美等国家和地区的电源结构中，燃油、燃气、抽水蓄能以及具有调节性能的水电机组等具有灵活调节性能的比例相对较高。美国仅燃油、燃气和抽水蓄能发电机组的比重就接近50%，德国、西班牙的这一比例也分别达到20%和35%。我国现阶段电源结构以燃煤发电为主，风能资源丰富地区的三北地区的电源结构以煤电为主，东北地区煤电比重超过80%，华北地区煤电比重超过90%。 其次，建设强大互联电网，增强输电容量的充裕度，是提高风电—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 接纳能力的客观需要。依托跨大区电网，充分发挥区域互联电网的错峰调峰、水火互补、互为备用效益，共享大电网范围内灵活调节资源，共同平抑不同地域风电出力差异，实现风电大规模输送和优化配置。德国、西班牙电网通过 220 kV及以上跨国联络线与周边国家实现了较强互联，风电消纳得到了欧洲大电网的有力支撑。丹麦电网与挪威、瑞典和德国通过14条联络线实现互联，挪威等国丰富的水电资源发挥了“蓄电池”作用，为丹麦风电起到了良好的调节作用。我国风能资源与负荷中心呈逆向分布，客观上决定了必须建立大容量、远距离的能源输送通道，大幅提高输电容量充裕度，在全国范围内实现大规模风电并网和消纳。 最后，改善负荷特性，调动更广泛的需求侧资源参与系统平衡调节，是提高对风电接纳能力的有效途径。为提高大规模风电的消纳能力，客观上需要调动更广泛系统资源，特别是通过需求侧响应来提高电力系统接纳风电的能力。国外风电大都通过引入竞争性电力市场运行机制，配套相关电价机制等政策支持，调动需求侧资源充分参与风电消纳。例如，丹麦依托北欧电力市场机制，充分发挥电价响应和引导功能，积极发展风电供热，普及蓄热电锅炉、热泵设备和推广电动汽车，有效降低风电弃 1 充裕性资源协同提高风电消纳能力机理分析 根据长期测风数据统计分析，小时级及以内风电出力波动约为风电装机容量的?10%到?35%，4—12 h出力波动多超过?50%[15]。从时间尺度来看，风电出力具有季节特性，局部地区风电日出力呈现一定—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 反调峰性，体现为风电在白天负荷高峰时段出力较小，而后半夜负荷低谷时段出力较大。风电出力呈现出随机性和波动性的特点。为提高风电消纳能力，客观上要求调动电力系统发电、输配电、用电等环节的充裕性资源参与系统平衡调节。发电充裕性资源主要表现为发电工作容量和备用容量，输配电充裕性资源表现为输配电容量，用电侧充裕性资源主要表现为可中断负荷、蓄热电锅炉、热泵、 第36卷 第5期 电 网 技 术 53 风电量，提高风电利用水平。 2.3 约束条件 2.3.1 系统约束 1)电力平衡约束，即 2 风电消纳能力分析模型 2.1 建模思想 从上述分析可知，提高风电消纳能力的充裕性资源主要涉及发电、输电和用电3个方面。发电侧充裕性资源表现为常规电源的调峰容量和燃气、燃油、水电等灵活调节电源的规模;输电环节充裕性资源则主要反映在扩大电网覆盖范围，加强分区互联，共享大电网内充裕性资源的能力;用电侧充裕性资源体现为负荷侧的响应能力以及风电的多样化利用方式等。因此，为反映各类充裕性资源综合协调对提高风电消纳能力的作用，本文建立的模型涵盖了不同类型电源结构及其发电技术约束、分区之间电网联接、用户终端配置蓄热电锅炉、热泵等将过剩风电用于供热的需求侧灵活资源的情形。 2.2 目标函数 以系统运行成本最低为目标，考虑火电、水电和风电总运行成本最低建立目标函数。借助模型计算不同规模风电接入情景下的弃风电—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 量比例、风电发电量占用电量比例2个评价指标，衡量系统接纳风电 并网的潜力。 将风电场单位电量运行成本设置为零，同时，最大限度减少弃风 电量，确保风电优先调度。其目标函数为 ?In minF?????[ccn,iPcn,i,t?(1?Ucn,i,t?1)Qcn,i]Ucn,i,t? nt?1?i?1JnKn ?? cPcP??hn,jhn,j,t?wn,kwn,k,t? (1) ?j?1k?1? N T ?Pcn,i,t??Phn,j,t??Pwn,k,t??Psn,l,t? i?1 j?1 k?1 l?1 InJnKnLn PDn,t??Pz,n,t??Px,n,t (2) z?1 x?1 ZnXn —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 式中Px,n,t是x分区与n分区之间的传输电力; x?1,2,?,Xn，Xn是与n分区互联的分区总数;Psn,l,t是分区n内蓄热电锅炉或热泵l在时段t的蓄热功率;Ln是n分区内蓄热电锅炉或热泵总数;PDn,t是分区n在t时段的负荷;Pz,n,t是分区n从大区z 外送或外受电力;Zn是与n分区互联大区的总数。 2)热力平衡约束，即 ?Hsun,i,t??Hbn,i,t?HDn,t (3) i?1 i?1 IsuIb 式中:Hsun,i,t是分区n内抽气式机组i在时段t的供热功率;Hbn,i,t是分区n内背压式机组i在时段t的供热功率;HDn,t是分区n的热负荷。 3)负荷备用约束，即 ?Pcn,i,max?PDn,t?RDn,t (4) i?1 In 式中:Pcn,i,max为机组i的最大发电出力;RDn,t是分区n在时段t的备用。 4)输电容量约束，即 Px,n,t?Px,n,tmax (5) 式中Px,n,t和Px,n,tmax分别是x分区与n分区之间的 传输功率和传输极限。 2.3.2 火电机组约—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 束? 1)机组功率约束，即 Pcn,i,min?Pcn,i,t?Pcn,i,max (6) 式中Pcn,i,min和Pcn,i,max分别为机组i的最小和最大发?电出力。 2)最小启停时间约束，即 (7) (Ucn,i,t?1?Ucn,i,t)(Tcn,i,t?1?Tconn,i)?0(Ucn,i,t?Ucn,i,t?1)(?Tcn,i,t?1?Tcoff n,i)?0 (8) off 式中:Tcn,i,t?1为机组i的启停时间;Tconn,i和Tcn,i分别? 式中:i为机组编号，i?1,2,?,In，其中In为n分区内火电机组总数;j为水电站编号，j? 1,2,?,Jn，其中Jn为n分区内水电站总数;k为风电场编号，k?1,2,?,Kn，其中Kn为n分区内风电场总数;t?1,2,?,T，其中T为时段数;n?1, 2,?,N，其中N为电网分区数;F是系统运行成 本;Pcn,i,t和ccn,i分别是位于n分区内的火电机组i的发电出力及其单位发电出力的运行成本;Phn,j,t和chn,j分别是位于n分区内的水电站j的发电出力及 为机组i允许最小连续开机时间和允许最小连续停机时间。 3)启停变量约束，即 ?1 (9) Ucn,i,t??0? 4)必须运行机组约束，即 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 其单位发电出力的运行成本;Pwn,k,t和cwn,k分别是位于n分区内的风电场k的发电出力及其单位发电出力的运行成本;Ucn,i,t为n分区内火电机组i在t时段运行状态变量;Qcn,i为n分区内火电机组i的 启动费用。 54 凡鹏飞等:充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型 Vol. 36 No. 5 Ucmn,i,t?1?????????????? (10)? 式中Ucmn,i,t为必须运行机组启停变量。 区外受电 5)机组爬坡速度约束，即 Pcn,i,t?Pcn,i,t?1?Pcupn,i (11) Pcn,i,t?1?Pcn,i,t?Pcdown,i (12) 式中P和P up cn,i dowcn,i 分别为机组i的升降出力速率? 限值。 6)背压式供热机组发电特性约束，即 Pbn,i,t?Hbn,i,t? (13) 式中?为背压式供热机组的电热转换参数。 7)抽气式机组发电特性约束，即 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ Psun,i,t?Hsun,i,t? (14) 图1 某省级电网拓扑示意图 Fig. 1 Provincial power topology gird chart 抽凝式供热机组，总容量达到9360MW;6台纯凝火电机组，总 容量达到3 060 MW;具有多年调节性能水电站，总容量达到1 000 MW，分布在C和 Psun,i,max?Psun,i,t?Hsun,i,t? (15) 式中?和?为抽气式供热机组的电热转换参数。 H地区;风电主要分布在A和E地区，B和C区是主要负荷中心。 B和C地区为省间受电地区，E为外送地区。 各分区8 760 h级的电力负荷、热负荷、外送(受)交换功率根据 2010年实际数据并考虑一定增长率确定。火电机组装机容量等参数 见表1;水电分月入库流量见表2;分区之间输电容量约束见表3。 表1 各类型机组参数 Tab. 1 Unit parameters of different types 机组类型 装机容量/MW发电成本/(元/MW) 0 400 400 400 2.3.3 风电场出力约束? 设Pwn,k,tmax是第i个风电场在t时段的最大可能出力，则风电 场出力约束为 Pwn,k,t?Pwn,k,tmax (16) —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 2.3.4 水电站约束? 1)径流式水电，即 Phn,j,t?P givhn,j,t (17) 式中Phgivn,j,t是给定的径流式水电的发电出力。 ? ? 2)调节性能水电站，即 Vhn,j,t?1?Vhn,j,t?Yhn,j,t?H(Phn,j,t) (18) Vhn,j,min?Vhn,j,t?Vhn,j,max (19) A_ext1 220 A_win 2200 B_ext1 1220 B_ext2 600 B_con1 1320 C_ext1 130 C_ext2 875 C_ext3 250 C_hyd 1000 D_ext1 660 E_ext1 200 E_con1 1200 E_win 200 F_ext1 600 G_ext1 200 G_ext2 400 H_ext1 600 H_ext2 415 H_hyd 300 320 0.39 0.11 — — 0.4 0.1 0.4 0.1 — — 式中:Vhn,j,t?1和Vhn,j,t是水电站j的t?1时段和t时段的库容; Yhn,j,t是入库水量;H(Phn,j,t)是发电用 350 0.62 0.07 350 0.42 0.083 350 0.42 0.083 100 — — 300 0.47 0.09 300 0.42 0.083 300 0 — — — — —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 水函数;Vhn,j,min和Vh,n,j,max分别是库容上限和下限。2.3.5 蓄热电锅炉或热泵约束? Psn,l,t?Hsn,l,t? (20) Psn,l,t?Psn,l,max (21) 式中:Hsn,l,t是分区n内蓄热电锅炉或热泵在时段 290 0.45 0.065 280 0.39 0.11 280 0.39 0.11 310 0.65 0.1 310 0.51 0.06 100 — — t的供热量;?是蓄热电锅炉或热泵的电热功率转 换系数;Psn,l,max是蓄热电锅炉或热泵的容量限值。 3 算例分析 3.1 算例描述 基于我国某省电力系统实际数据进行算例分析，根据上述建立的风电消纳能力分析模型，模拟分析2011年该省风电消纳能力。 该省按实际共分8个供电区域，分区之间存在电气联系，且该省级电网与其他省级电网存在电力送受关系，如图1所示。2011年该省有41台 注:A__ext指A分区的抽气式供热机组;con指纯凝火电机组;win指风电场;hyd指调节性能水电站。 3.2 计算结果 3.2.1 现有条件下的消纳能力分析 由于式(1)—(21)是典型的线性混合整数规划模型，本文采用成熟—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 的商业软件CPLEX求解器计算。分析现有条件下以及在提高常规电源灵活调节容量、扩展电网输电容量、增加低谷用电负荷需求以 第36卷 第5期 表2 分月入库流量 Tab. 2 Monthly reservoir flow 月份 C_hyd/亿m3 H_hyd/亿m3 1 0.86 2 0.91 3 1.16 4 5.66 5 4.87 6 6.97 7 14.98 8 11.01 9 4.55 10 2.53 11 1.54 12 1.02 电 网 技 术 55 调峰能力约束，如图2所示，风电最大可能出力叠加供热机组出力后，部分时段会超过负荷叠加外送电后的功率曲线，从而出现大规模弃风。图中横坐标表示时段，单位为h，采样间隔为1 h。 功率/MW 7 0005 0003 0001 000 100 133 199 265 166 232 298 331 34 67 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 0.18 0.19 0.32 3.39 3.4 1.96 5.38 2.03 0.89 0.95 0.62 0.35 时段 风电最大可能出力; 供热机组出力; 负荷叠加外送受功率。 表3 分区之间输电极限 Tab. 3 Transmission limit between different divisions 分区 传输容量极限/MW 图2 供热机组调峰能力不足导致风电弃风 Fig. 2 Abandonment of the wind power caused by shortage of peak regulation capacity of heating units A—B 900 进一步分析在B—C 800 3 000 MW风电接入情景下，提 3所示。图 高供热火电机组调峰能力对降低弃风电量比例、提B—E 1 800 B—F 800 高风电消纳能力的作用，计算结果如图C—F 1 000 C—D 800 中纵坐标表示弃风比例和发电量占用电量的比例。 百分比 E—F 400 F—G 1 000 H—G 2 000 及引入蓄热电锅炉等措施对提高系统风电消纳能力的作用。 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 根据该省电网现有边界条件，模拟分析其风电消纳能力，计算结 果如表4所示。 表4 不同接入规模下的风电消纳能力 Tab. 4 Wind power accommodation under different integration scale 接入风电 容量/MW 1 500 2 400 3 000 风电 发电量/MW?h 2 858 306 4 355 537 5 293 986 弃风电量 比例/% 4.46 9.01 11.52 风电发电量 占用电量比例/% 5.72 8.72 10.6 发量占用电量比例。 调峰容量增加比例/% 弃风比例; 图3 不同调峰容量下风电消纳能力的变化情况 Fig. 3 Trends of wind power integration accommodation under different thermal units’ regulation capacity 可见，通过提高供热火电机组的调峰容量，能够显著提高风电消 纳能力。当调峰容量提高5%时，弃风电量比例下降3.08%，风电发 电量占用电量的比例则提高了0.37%;当进一步提高调峰容量至 注:弃风电量比例=弃风电量/风电发电量。 可见，随着风电接入规模的不断提高，弃风电量和弃风比例均呈 明显上升态势，而风电发电量占用电量的比例也不断提高。当风电接 入风电规模达到3 000 MW时，风电发电量占用电量的比例超过 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 20%时，弃风电量比例小于5%，风电利用比例增加了0.82%。 3.2.3 提高分区电网输电容量的消纳能力分析 如图1所示，风电主要分布在该省西部，而负荷需求主要在中部，水电分布在该省中西部。风电受限于送出联络线的输电容量不足而弃风。模拟分析提高A-B区、E-B区和E-F区送出输电容量下的风电消纳能力变化情况，结果如表5所示。 可见，通过增加风电送出联络线输电容量，可以降低风电弃风比例。如图4所示。图中横坐标表 10%，但弃风比例同样超过了10%。因此，尽管风电利用比例提高，但是由于弃风电量比例较大，该省电网风电消纳能力不高。 3.2.2 提高火电调峰容量的消纳能力分析? 由于在冬、春季供热期，热电联产机组遵循“以热定电”原则，供热火电机组缺乏足够调峰容量，常导致风电弃风。在接入3 000 MW风电时，由于全网供热机组出力已超过4 000 MW，受供热机组 A区外送输电容量扩展到 示时段，采样间隔为1 h。 56 凡鹏飞等:充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型 Vol. 36 No. 5 表5 不同输电容量规模与消纳能力的关系 Tab. 5 Relationship between wind power accommodation and transmission capacity 输电容量 扩展/% 50 100 150 风电 发电量/MW?h 53 79 909 5 391 407 5 391 546 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 弃风电量 比例/% 10.09 9.90 9.89 风电发电量 占用电量比例/% 10.77 10.79 10.79 4 结论 大规模风电并网系统的消纳能力取决于整个电力系统灵活调节资源的充裕度和综合协调能力。本文分析了引入电力系统灵活调节资源对提高风电消纳能力的机理，建立了涵盖多种灵活资源电力系统风电消纳能力分析模型。算例分析结果表明: 在发电侧增加调峰容量，需求侧引入蓄热电1) 锅炉，增加负荷需求等不同的灵活调节资源均能够提高风电消纳能力。 制约该省风电消纳能力的最大问题在于供热2) 机组调峰能力不足。算例结果表明，提高供热机组 外送的有功功率/MW 2 0001 600 1 200 8040 扩展后输电容量上限现有输电 容量上限 8 191 4 096 4 915 6 553 7 372 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 639 3 277 2 458 5 734 820 1 调峰容量20%，弃风比例相应下降7%左右。因此， 时段/h 图4 A地区全年外送潮流受限情况 Fig. 4 Year-round power flow constrains in A area 提高火电机组调峰能力是提高该省风电消纳能力的主要措施。 送出联络线输电容量不足问题并非该省风电3) 消纳能力最主要的影响因素。 进一步考虑可中断负荷、引入电力市场机制4) 等灵活资源建模是本文下一步研究方向。 1 800 MW，相比现有900 MW而言，将减少外送潮流受限，进而降低风电送出受限的情况。但是，提高输电容量对降低风电弃风比例的作用并不明显，特别是当输电容量扩展到2倍时，增加输电容量难以有效提高风电消纳能力。 参考文献 [1] 乔黎明.欧洲风电财税政策及其对风电发展的影响[J].风能， 2010(6):30-33( —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ Qiao Liming(Wind power and tax policies in Europe and its effect on the development of wind power[J](Wind Energy，2010(6):30-33(in Chinese)( [2] 张谦，王海潜，谢珍建(江苏电网消纳大规模风电的电源规 划设 计[J](电力系统自动化，2011，35(22):60-65( Zhang Qian，Wang Haiqian，Xie Zhenjian(Generation expansion planning with large-scale wind power integration into Jiangsu power grid[J](Automation of Electric Power Systems，2011，35(22):60-65(in Chinese)( [3] 王小海，齐军，侯佑华，等(内蒙古电网大规模风电并网运 行分 析和发展思路[J](电力系统自动化，2011，35(22):90-96( Wang Xiaohai，Qi Jun，Hou Youhua，et al(Operation research for large scale wind power grid integration and further developments in Inner Mongolia[J](Automation of Electric Power Systems，2011，35(22): 90-96(in Chinese)( [4] 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容量/MW 150 300 600 2 000 风电 发电量/MW?h 5 328 649 5 362 502 5 419 864 5 470 341 弃风 比例/% 10.95 10.38 9.42 8.57 风电发电量 占用电量比例/% 10.66% 10.73% 10.85% 10.94% —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 可见，引入蓄热电锅炉对提高风电消纳能力有一定作用。但是，当蓄热电锅炉规模不大时，对提高消纳能力的作用不明显。 此外，本文模拟分析增加低谷时段风电用电激励，即增加需求侧响应，对提高风电消纳能力作用。假设从凌晨01:00到06:00低谷时段用电需求增加 5%，计算结果表明风电弃风比例能够降低至9.75%，风电占用电量的比例提高至10.8%。如果进一步增加低谷用电需求，能够进一步提高风电消纳能力。 第36卷 第5期 Chinese)( 电 网 技 术 57 multi-time scale coordinated active power dispatching system for accommodating large scale wind power penetration[J](Automation of Electric Power Systems，2011，35(1):1-6(in Chinese)( [13] 韩自奋，陈启卷(考虑约束的风电调度模式[J](电力系统自动化， 2010，34(2):89-92( Han Zifeng，Chen Qijuan(Wind power dispatch model based on constraints[J](Automation of Electric Power Systems，2010，34(2):89-92(in Chinese)( [14] International Energy Agency(Harnessing variable renewable:a guide —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ to the balancing challenge[R](Paris，France:International Energy Agency，2011( [15] International Energy Agency(Design and design and operation of power systems with large amounts of wind power[R](Paris，France: International Energy Agency，2011( [7] 张运洲，白建华，辛颂旭(我 国风电开发及消纳相关重大问题研 究[J](能源技术经济，2010，22(1):1-6( Zhang Yunzhou，Bai Jianhua，Xin Songxu(Study on the key issues concerning development and consumption of wind power in China [J](Energy Technology and Economics，2010，22(1):1-6(in Chinese)( [8] 徐玮，杨玉林，李政光，等(甘肃酒泉大规模风电参与电力市场 模式及其消纳方案[J](电网技术，2010，34(6):71-77( Xu Wei， Yang Yulin，Li Zhengguang，et al(Participation mode of large-scale jiuquan wind power farm in Gansu province to electricity market and its utilization scheme[J](Power System Technology，2010，34(6):71-77(in Chinese)( [9] 白建华，辛颂旭，贾德香，等(中国风电开发消纳及输送相 关重 大问题研究[J](电网与清洁能源，2010，26(1):14-17( Bai Jianhua， Xing Songxu，Jia Dexiang，et al(Study of major questions of wind power digestion and transmission in China [J](Power System and Clean Energy， —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 2010，26(1):14-17(in Chinese)( [10] Burke D J，Malley M J O(Factors influencing wind energy curtailment[J](IEEE Transactions on Sustainable Energy，2011，2(2):185-193( [11] Evans J，Shawwash Z(Assessing the benefits of wind power curtailment in a hydro-dominated power system[C]//Integration of Wide-Scale Renewable Resources Into the Power Delivery System，2009 CIGRE/IEEE PES Joint Symposium(PARIS:IEEE，2009:1-9( [12] 张伯明，吴文传，郑太一，等(消纳大规模风电的多时间尺度协 调的有功调度系统设计[J](电力系统及其自动化，2011，35(1):1-6( 收稿日期:2011-10-20。 作者简介: 凡鹏飞(1980)，男，博士研究生，主要研究方向为电力系统分析、运行与控制及电力经济，E-mail:fpf80@sina.com; 张粒子(1963)，女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为电力经济、电力系统规划与运行优 凡鹏飞 化，E-mail:lizizhang2000@sina.com; 谢国辉(1981)，男，博士，主要研究方向为新能源优化调度、电力 系统分析，E-mail:xgh0168@ 163.com。 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ (责任编辑 杜宁) Zhang Boming，Wu Wenchuan，Zheng Taiyi，et al(Design of a ——————————————————————————————————————