高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

Summary：电能不同于其他形式的能源，目前依然不能大量储存。电网电能的使用要求供需平衡，即电厂的发电量与用户的用电量要在短时间内保持平衡。当供需平衡被打破时，将会对发电机和系统的安全运行带来严重影响，发生频率崩溃现象。这就需要相应的手段来进行电力系统调峰，保持电力供需平衡。电力系统调峰问题是伴随着电力系统一同出现的，且会长期存在。在我国以煤电为主的传统电力系统，面对调峰问题所采取的方式一般为通过控制锅炉进煤量，从而控制汽轮机转矩与火力发电机电磁转矩保持相同，将发电机转速保持在合适的范围内。另外，也会通过峰谷电价对用户用电和蓄水电站等调峰设施建设进行指导，满足调峰需求。风力、光伏等非水力可再生能源发电与负荷之间在时空分布特性上差别较大。随着可再生能源装机容量不断扩大，火电机组的逐步退出，以控制火力发电出力的传统调峰方式将难以满足系统调峰需求。Keys：高比例；可再生能源；电力系统调峰问题引言由于风能、光伏发电等可再生能源的波动性、不确定性和不可预测性，需要增加获得可再生能源的机会，以实现能源系统的最高性能。当前的峰值成本分配机制将发电内部的峰值成本与电力或电费成比例地进行平衡，并未指明各种项目的成本，如负荷和可再生能源。确定最高性能需求承担者并制定公平合理的机制，以提高最高成本，将有助于促进发电，为可再生能源消费提供援助。目前正在对最高性能的经济性进行广泛研究。其中包括设计和实施不同区域的市场设计和效果；燃煤电厂的成本和经济效益；电力和水力发电机组对峰值性能进行量化；规划风能交易；计算和分配风引起的空调成本；以及共同优化和分配用户方的峰值。1造成供需不平衡的原因分为时间上不平衡和空间上不平衡两种：１）可再生能源出力的随机性、调峰资源的容量与功率限制以及负荷曲线的变化三者之间的矛盾，是造成高比例可再生能源电力系统在多个时间尺度上电力、电量不平衡的主要原因。平衡三者之间的关系，提高系统整体的灵活性，使出力曲线与负荷曲线能够更好地拟合，是解决这类问题的根本途径。这就要求可再生能源出力在各类调峰资源的调控下变得平稳可调节的同时，负荷曲线也尽可能地减小峰谷差与变化率，减小电源与调峰资源的调峰压力。实现以上变化，需要国家政策、技术发展、技术经济性改造以及市场环境多方面共同支持。２）可再生能源机组为尽可能提高发电量，其选址往往与调峰资源和负荷中心相距较远。再加上高电压输电线路较少、输电量限制等因素造成高比例可再生能源电力系统电力、电量在空间上不平衡。因此，需要建设更多的输电线路，使得电源、调峰资源、负荷之间的联系更加紧密，采取更加有利、经济的调度策略实现电力、电量空间平衡。2热电厂辅助调峰原理为了最大限度地利用新能源，尽量减少风力干扰，今天的重点是提高电力系统的灵活性，使发动机保持在低于技术力量最小值的状态，例如b.最小峰值、漏电距离和制动速度。操作温升较高的集料的成本大幅下降，操作者准备不足，能源和污染物排放改善了现有发电厂采用加热水箱和能源价格通道的情况，辅助控制机制如b.对换热器的配置和电池驱动散热器的使用进行了热耦合配置。高应力热工程中使用的稳态热和热能是一种大型热源，用作低变速器或真空泵的发动机，由高电压系统、蓄热器、换热器、热量输送控制控制器、高温外壳和自动化控制系统组成。发电是在电网规定的降雨时间内供电，同时热量转化为热量，同时持续吸收热量。当热达到指定的上限或冷却时间结束时，电源将停止。如有必要，可使用散热装置控制器将散热装置重新连接至热交换器。换热器将热量从温暖内存转化为热水、暖风或蒸汽。通过增加能量服务器，电厂可以将电能存储为热能，而不会增加负荷，并在非热源时段使用电能进行供热，从而实现能量的变化。3高比例可再生能源电力系统调峰问题可再生能源并网比例不断增高，在电力系统调峰资源配置不合理的情况下，将会出现以下主要问题：１）风电光伏同处出力低谷时造成高比例可再生能源电力系统暂时性电力短缺：风电光伏等可再生能源因其出力间歇性问题会造成大量的电力过剩或者紧缺，过量安装风电光伏机组虽可解决此类部分问题，但会造成严重的资源浪费。２）风、光等可再生能源距调峰资源、负荷中心较远，调峰资源难以调用：未来风电光伏机组或成为电力系统主要出力机组，风光资源与调峰资源、经济负荷中心空间上的不重合会造成电网的频繁调度，增加联络线负担，降低系统整体运行的经济性与可靠性。３）高比例可再生能源出力受气候影响波动巨大，挑战电网安全运行：面对负荷波动问题，单纯依靠风电光伏电源难以解决，且风电光伏出力也伴随着剧烈波动。现有调峰机组跟随性差、爬坡速率低以及反应速度慢，各项指标均难以满足负荷快速变化的需求。4需求侧参与电力系统调峰技术4.1高低电压穿越能力改造对可再生能源组故障转移的调制是除了安装纠错功能之外，提高交叉系统能力的另一类技术。硬件定制大大提高了适配器对系统电压变化的适应能力。典型的保护电路包括两个类别，称为消费者电路:一个是安装在发动机一侧断路器交流电源上的电阻电路，用于吸收过多能量并加速电流降，以便在发生故障时实现低压过渡。另一种类型也称为斧头电路，是一种电阻和开关元件，位于变频器的直流范围内，由开关切断波消耗能量。4.2增强电力传输能力增强电力传输能力，提高电网调度灵活性是缓解高比例可再生能源电力系统调峰压力的重要手段之一。可再生能源机组、主要调峰资源以及主要负荷中心之间在空间上相距较远，因高电压输电线路较少、输电量限制等因素导致功率调节效率低，调峰资源利用率低，高比例可再生能源电力系统电力、电量在空间上不平衡。4.3广域测量与控制系统高比例的可再生能源和电网导致系统故障特性的变化，而机械过载距离大、短路电压低，对设备的正常运行构成了挑战。继电保护装置的集成和运行必须符合高度可靠、可再生能源系统的特点。当前中继保护，例如距离保护和零阶保护主要针对单个设备或区域，而广域测量宽域管理系统(WAMS)则基于相位量测量仪器(PMU)和先进的通信技术，以动态实时监控全球系统状态的变化。海量数据技术分析系统的全局数据为预测和区分潜在系统故障提供了一种新的方法。4.4发展电力市场和辅助调峰服务市场市场在资源配置中起决定性作用。电力市场作用在于利用电价合理调配调峰资源，满足可再生能源上网需求。通过制定一套可再生能源电力上网办法保证其得到最大程度的上网利用，其中就包括政治上的规划扶持、金融上的贷款服务倾斜、财政上的优惠政策以及环境上的绿色相关补贴和最重要的价格机制方面等，最终目的是体现在价格上，使之与其他形式发电相比具有竞争力。结束语热电厂辅助调峰对提高可再生能源比例较高的电网调峰能力有效，是解决电网调峰能力的有效措施，具体性能的提高取决于该电网调峰能力改造的辅机容量。将所有具有辅助峰值参与潜力的设备纳入辅助峰值将大大提高整个系统的峰值能力，对于网格来说，整个系统的峰值能力将大大提高，在极端情况下可以满足系统的最大要求。Reference[1]张旭,王洪涛.高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法[J].电力系统自动化,2019[2]康重庆,姚良忠.高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架[J].电力系统自动化,2018[3]鲁宗相,黄瀚,单葆国,王耀华,杜松怀,黎静华.高比例可再生