風電接納能力是指電力系統在保障安全、穩定和經濟運行的基礎上,能夠容納的最大風電量,也稱為風電穿透率極限。
影響因素
電源結構
電力系統作為一個實時平衡系統,需要同時完成發電、傳輸和使用。負荷可以被精確預測,常規電源可以根據負荷預測結果調整發電出力,從而實現電力平衡。然而,風電的發電出力受自然風的影響,具有隨機、波動和不可控的特點,需要其他電源與之配合以平衡負荷需求。在中國,以煤炭為主要一次能源的利用結構導致大多數常規電源為火電機組,這些火電機組的調節能力和靈活性受到技術和經濟性的限制,這成為制約風電等可再生能源發電接納能力的主要原因之一。
電網構架
中國的風能資源主要集中在"三北"地區,遠離負荷中心,因此大規模的風電需要通過輸電網長距離輸送至負荷中心。當風電場裝機容量大且出力高時,大量的風電功率遠距離輸送會導致線路壓降增大,送端系統的電壓穩定裕度降低,從而限制了風電的接納能力。此外,線路的輸電能力也是風電"窩電"的一個重要因素。
負荷特性
負荷的種類、用電量大小和峰谷差水平會影響電力系統風電接納能力。通過加強負荷側管理,應用可調負荷,如海水淡化、電動汽車、電采暖等,可以使負荷的變化適應風電出力的變化,從而有效地提高風電接納能力。
電網運行水平
隨著風電裝機規模的擴大,需要提高電網的運行水平以實現風電接納,如采用智能電網技術、風電功率預測技術、優化調度技術等。
風電技術水平
風電技術水平的進步,如從最初的定速風電機組發展到現在更友好的雙饋變速風電機組,提高了風電機組對電網的要求的適應性。通過提高風電的設備制造水平、風電場的協調控制水平以及抗干擾能力等,可以提高系統消納風電的能力。
提高措施
為了提高風電接納能力,采取的主要措施包括改善系統電源結構,如新建靈活調節電源、抽水蓄能電站等;挖掘常規機組的調節能力,如深入發掘火電機組的調峰潛力;加強電網建設,避免外送風電功率受限;采用智能電網技術,提高電網運行水平;開展風電功率預測、負荷需求側管理等。此外,通過政策引導,制定合理的價格機制,促進風電、常規電源與電網的同步規劃和發展,調動各方積極性,提高電網的風電消納能力。
國際情況
風電穿透率指的是風力發電量占社會總用電量的比例。不同時間段的風電穿透率會有所不同。截至2011年,全球已有五個國家的風電穿透率超過了5%,分別為丹麥(26%)、葡萄牙(17%)、西班牙(15%)、愛爾蘭(14%)和德國(9%)。同年,中國風力發電量達800億千瓦時,社會總用電量為46,928億千瓦時,風電穿透率為1.7%,但在部分地區,如內蒙古自治區東部,風電滲透率相對較高。在短時間內,風電穿透率可能非常高,例如2010年10月31日,葡萄牙當天的風電穿透率達61%,凌晨2:15的峰值高達75%。
參考資料 >
風電接納能力.搜狐網.2024-11-29
基于調峰約束的風電接納能力分析.百度學術搜索.2024-11-29
調峰裕度--風電接納能力 - 百度文庫.百度文庫.2024-11-29