考虑风电场接入的电源规划研究

【摘要】风电在电网装机中比例日益增大。然而风电的间歇性和不可控性，使得考虑风电场接入的电源规划与传统电源规划不尽相同，相应支持系统开发也因此滞后，影响了当前电源规划结果的合理性。本文首先提出了含风电场的电源规划模型，以其为核心，开发了考虑风电场接入的电源规划系统，最后基于本文研究成果对风电场规划给出了一些建议。

【关键词】电源规划；风电场；系统开发

1、引言（Introduction）

传统电源规划的对象主要为火电、水电及核电。然而在大规模风电接入的今天，由于风电自身的间歇性、不可控性，传统的电源规划模型已不能满足当前含风电场的电源规划的实际需要，相应电源规划软件开发也存在明显滞后，因此风电规划建设缺乏科学依据，成为风电建设的制约因素之一。

因此，设计考虑风电场接入的电源规划模型，开发相应的电源规划系统，也成为当前电源规划的研究热点[1-4]。文[2]采用动态规划算法对规划期为N年的由风电场和光伏电池组成的有限规模并网发电系统最优扩建规划问题进行了研究，考虑了气象数据、历史负荷数据、风电场和光伏电池的特性、能源的成本及相关的增长率等因素，适用于中小规模系统的规划。文[2]则更多的从政策层面讨论了电力市场环境下风电场规划的政策导向。文[5]比较深入的讨论了电源电网协调规划问题，遵循先进行电源规划后进行电网规划的途径，在电源规划部分提出了风力发电系统最优规划模型，以风电机组的平均功率输出最大作为目标函数，其假设条件是风电能够完全被电网吸收。以上述研究结果为基础，传统的电源规划软件，诸如Power Plan Analysis等，也不断推出相应的风电场规划功能。

上述方法从不同的角度讨论了含风电场的电源规划问题，但是没有形成标准化的含风电场接入的电源规划模型。而简单的风电规划功能模块更是难以满足当前大规模风电接入条件下实际规划的需要。

针对上述问题，本文重点研究含风电场的电源规划标准模型和支持系统，首先提出考虑风电场接入的电源规划模型，然后以此为核心介绍支持系统的开发设计，最后基于实际电网对该电源规划系统规划结果的合理性进行验证。

2、考虑风电场的电源规划模型（generation expansion planning model considering wind power plants）

2.1风电可信容量

从厂网协调关系来看，与传统的电源相比，风电最大的特点在于其间歇性和不可控性。由于气象因素的多变性，风电的装机与实际发电能力存在明显差距。

为了描述风电有效发电水平，本文引入可信容量概念。所谓可信容量，是指从发电侧考虑，以系统可靠性不变为衡量指标，将风电等效为具有一定强迫停运率的常规机组，此时能够代替常规机组的容量即为风电的可信容量[6]。

3.3风电管理建议

风电的快速发展，一方面提升了电网运行的节能性，但另一方面也成为电网安全运行的一大挑战。基于本文的研究工作，在电源规划中，对于风电的规划本文认为应该特别注意以下方面：1）加强气象监测管理，为科学分析计算风电可信容量奠定基础；2）加强水火电检修计划编制，保证电力电量可靠供应；3）加强规划分析中，对调频、调峰等运行约束条件的考虑，避免弃风现象的发生。

4、结语

资源环境压力下，风电等可再生能源接入已成为电力系统发展的必然趋势。本系统设计了考虑风电场接入的电源规划模型，并开发了相应的支持系统。期望本文的工作能对风电的规划建设起到一定促进作用，推动风电的建设发展。

参考文献

[1]王敏，丁明.含分布式电源的配电系统规划[J].电力系统及其自动化学报，2004，（06）：5-8.

[2]袁建党，袁铁江，晁勤等.电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究[J]. 电力系统保护与控制，2011（05）：22-26.

[3]吴德义.大规模风电并网的电源规划研究[J].黑龙江电力，2013（02）：138-142.

[4]张节潭，程浩忠，姚良忠等.分布式风电源选址定容规划研究[J].中国电机工程学报，2009（16）： 1-7.

[5]高赐威，吴天婴，何叶等.考虑风电接入的电源电网协调规划[J].电力系统自动化，2012（22）：30-35.

[6]张宁，康重庆，陈治坪等.基于序列运算的风电可信容量计算方法[J].中国电机工程学报，2011（25）：1-9.

作者简介

1.刘建良（1976- ），男，工程师，工学硕士，主要从事电力市场理论，电力系统运行，电网规划等方面研究工作。