风能光能互补的发电系统 风水互补发电效果评价图( 二 )


在风电优化调度方面,采用的主要调度模型和方法包括:考虑自动发电控制(AGC)备用的优化调度方法、考虑风电接入系统的旋转备用容量优化调度方法和以风险概率为约束的新能源随机优化调度方法等[10,11] 。国内已开发了新能源优化调度支持系统,并应用于我国23个省级(区)的电力调度控制中心 。但在适应大规模风电集中送出的调度运行技术和促进风电消纳的电力市场及辅助服务技术等方面仍需加强 。
相对于陆上风电而言,我国海上风电的研究工作明显滞后,海上风电并网的影响、高压直流送出、远程集群控制等还处于研发初级阶段,相关技术标准和规程规范等还在制定中 。
(二)风电多种利用
在风电制氢方面,目前国外多个国家均投入大量资金用于风电制氢相关技术研究和示范工程建设 。其中,美国能源部“Wind2H2”计划研究内容包括:可再生能源功率控制、氢储能技术、风–氢系统容量化配置、风电上网和电解水制氢的功率分配问题、技术经济分析与成本效益分析、电解技术对风–氢系统的影响及系统的规模化和产业化 。国内风电制氢系统关键技术研究还处于起步阶段,包括了风电场耦合制氢系统、风电制氢在海上风电场环境下的可行性等,并开展了多项风电制氢项目示范,风电制氢为风电的综合利用提供了一个方向,需要突破风电间歇性功率波动对制氢系统的影响问题、风电耦合氢能系统的集成控制和优化运行以及氢气的储运技术[12]等,另外其经济效益问题也有待进一步深入研究 。
在风电供暖方面,国内已有部分风电开发企业开展了小规模风电供暖示范工程,风电供暖理论也在完善之中,主要技术难点在于热–电协调优化调度 。现有电采暖运行模式多采用绑定结算模式,未考虑协调优化和调度控制 。文献[13]提出了电储热–弃风联动的实时运行模式,该模式基于风电历史运行和弃风数据,优化出电储热最优电加热功率和储热容量,在运行时调度机构基于风电功率预测和电力系统实时运行状态,评估得到日前和实时弃风电力曲线,并下发电储热;在结算时实时记录风电场弃风电力和电储热用电电力,确保电储热用的是该风电场的弃风电,维护各方利益 。国内在热–电协调优化与调度策略研究方面也已开展了弃风供热项目试点 。
目前在考虑风电消纳的热–电联合运行监控系统研发方面,已有一些实际应用的软件系统,例如吉林电网供热机组在线实时监测系统、江苏电网供热机组可调出力监测系统等 。但是,热–电联合运行监控软件的开发和应用还处于初级阶段,大多数监控系统还处于开发研究和试验阶段 。
(三)多能互补利用
多能互补是按照不同资源条件和用能对象,采取多种能源相互补充,以缓解能源供需矛盾,合理保护和利用自然资源,同时获得较好的环境效益的用能方式[14,15] 。风光水气火储等不同电源具有时空互补特性,《电力发展“十三五”规划》明确指出,多能互补是提高风电等新能源消纳能力的重要手段,包含小型的多能互补系统及电力系统级多能互补两个方面 。
目前,我国在小型含风电的互补发电系统应用较多的是风水互补发电和风光互补发电,运行的互补发电系统有:村级风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能无线电话离转台电源系统等,这些发电系统可以解决一些偏远地区的供电、供能问题 。
在电力系统级的多能互补方面,国内提出了 基于可靠性和设备调控能力的电力系统灵活性指 标 [16],采用确定性的电力系统规划准则,提出了 侧重于风光互补的多点布局规划设计方法等 [17], 分析了风电与其他电源联合运行的可靠性和经济性 等,并开展了国家风光储输等多项多能互补集成优 化工程的建设 。目前还缺乏考虑多种电源复杂特性 的电力系统灵活性分析方法,电网调度与控制尚未 充分考虑多种电源、多时间尺度的全局优化与实时 控制,现有控制系统难以充分利用动态变化的调峰 能力来最大化消纳风电等新能源 。


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