国网甘肃省电力公司电力科学研究院 杨勇 郑晶晶 彭晶 禄启龙 张韵
1 前言
随着我国新能源产业的快速发展,大规模新能源基地面临电网消纳水平有限、外送通道狭窄、外送能力受阻等一系列技术困境。研究考虑电网约束的新能源、常规电源和高载能负荷响应互动调节对电网降损的综合作用机理,为构成荷-网-源协调控制模式,提高新能源消纳和降低网损创造了条件。
2 电网约束下的源源时空互补对电网降损的综合作用机理
2.1电网约束下源源时空互补的调节方式
(1)源源的时间调节特性
源源(分别指代常规电源和新能源)的时间调节特性是在一定的时段范围内常规电源对风电的响应方式的时间一维统计特性[1]。
将风电出力视为一个时间过程,这个过程客观反映风电的变化情况。从调峰的角度可以得到整个甘肃电网常规电源的出力过程,它将源源的总出力修匀。根据一定的分配方法(如整个甘肃电网常规电源按照可调容量的大小分配调节任务),可以计算河西地区常规电源的出力过程[2]。如图1所示。

忽略风电功率预测的误差引起的常规电源出力策略对理想值的偏离,源源的时间调节特性指在风电所处的电网的送端,常规电源的出力较大的时间恰是风力发电小发的时间,而风力发电较大的时间恰是常规电源运行在下限的时间。
(2)源源的空间调节特性
源源的空间调节特性指风电波动、常规电源调节过程中电源的空间分布特性。
空间分布特性取决于不同位置处的电源的特性和容量。波动性的风电位于远离甘肃主网的河西地区,河西地区的可调节常规电源较少,调节容量大的常规电源位于甘肃主网地区。
不同电源的出力特性如图3所示。随着风电最大可发电量的增加,河西的实际风电开始迅速增加,当风电最大可发电量增长到Pb时,电网的约束开始限制风电出力的增加,此时,需要河西的常规电源加速调节,它的调整幅度比同容量的主网常规机组的调整幅度要大,直到调整到出力下限,此时风电最大可发电量是Pb。风电进一步增加时,风电实际可发功率受电网输送功率的约束而不再增加。风电出力变化的过程中,风电出力大,则电源主要集中于河西地区,且主要以风电的形式存在;而风电出力小时,电源主要集中于主网地区,且主要以常规电源的形式存在。
(3)源源的时空调节特性
图5是一个简单的风电波动折线图来近似表征风电的大幅度波动。随着Pwind的变化,敦煌、酒泉、河西、武胜的电源的变化如图中的彩色部分所示。红色表示该汇集点汇集的出力大,蓝色表示该汇集点汇集的功率低。(1)是P