PDF《大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划》

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a e p s - i n f o . c o m 大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划 李星梅1 ,钟志鸣1 ,阎洁2,

3 ( 1. 新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室( 华北电力大学) ,北京市1

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2 0 6;

2. 华北电力大学可再生能源学院,北京市

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3. 新能源电力系统国家重点实验室( 华北电力大学) ,北京市1

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6 ) 摘要:风力发电具有极强的随机波动性, 大规模风电的消纳需要火电提供辅助服务.然而, 中国的 火电机组普遍存在总量富余但灵活性不足的问题, 严重限制了风电的消纳.文中构建了考虑火电 机组灵活性改造的电力系统长期调度模型.考虑到该模型是具有多时间维度耦合特征的大规模优 化模型, 利用 B e n d e r s分解算法, 将原问题分解成关于灵活性改造的投资主问题与不同改造方案下 的各调度时段的运行子问题, 从而实现了对具有多时间维度的大规模优化问题的高效求解.算例 分析显示, 所构建的模型能够在提升电力系统运行经济性的同时促进高比例风电消纳. 关键词:风电消纳;

火电机组灵活性;

机组组合;

B e n d e r s分解 收稿日期:

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修回日期:

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0 2. 上网日期:

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2 1. 国家自然科学基金资助项目(

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6 0 ) .

0 引言 近年来, 规模风电并网伴随的弃风问题引起了 广泛的关注[

1 - 3] .2

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7 年,全国弃风量高达41. 9TW・h.在风电最为发达的西北地区, 甘肃与 新疆的弃风率分别高达3 3%与2 9%.如何提升电 力系统对高比例可再生能源的消纳能力, 对促进可 再生能源行业的健康发展, 推进能源革命与节能减 排战略有着极其重要的现实意义. 已有研究从可再生电源的选址定容的角度出 发, 研究新的可再生电源如何规划的问题.文献[

4 ] 将可再生电源带来的环境效益引入电源 规划问题 中, 构建了考虑碳处理成本的电源规划模型.文献 [

5 ] 讨论了需求侧响应对可再生能源消纳的促进作 用, 并构建了需求侧响应因素的电源规划模型.文献[

6 ] 考虑了可再生电源出力的不确定性, 构建了随 机容量优化配置模型.文献[ 7] 将储能系统的容量 配置引入电力系统规划中, 研究了储能系统与可再 生电源的协同优化配置问题.还有部分学者研究了 微电网中分布式可再生电源的优化配置问题[

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1 0] . 然而, 在提高可再生电源装机容量的同时, 必须 同步提升电力系统对可再生能源的消纳能力, 否则 就会造成可再生能源的弃用, 不利于电力系统运行 的经济性与环保性.火电机组在平抑规模化风电的 大幅度波动、 促进风电消纳中扮演着极其重要的角 色[

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1 3] .火电机组参与调峰的能力, 特别是机组的 最低稳燃负荷及出力的变化速率, 通常被称为火电 机组的 灵活性 [

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1 6] .然而, 中国的火电机组普遍 存在总量富余而灵活性不足的问题, 严重限制了可 再生能源并网比例的提升.为了克服这一难题, 在 政策制定方面, 中国的《 电力发展 十三五 规划纲 要》 指出, 十三五 期间实现热电联产机组改造133GW・h, 纯凝机组改造8 6.

5 0GW, 增加调峰能 力4 6.

0 0GW.而在学术研究上, 一部分学者从技术 层面研究了火电机组调峰方案, 以及火电机组灵活 性改造的可行性[