大规模风电接入电力系统备用决策评述

刘然斐

摘 要：风力发电是现今对新型能源的开发利用情况之一，其存在着绿色、可持续等特点。如今我国大部分地区存在限电严重的情况，此种情况影响了新能源的正常使用，限电原因主要在于电力系统对电量接收效果差，无法正常将风电存储并输送到各个地区，本文通过对相关学者关于风力发电接入电力系统备用的文章进行研究，提出切实可行的改进方案以更好的利用新兴能源。

关键词：大规模风电；电力系统；备用情况

引言：目前，由于地球上不可再生资源消耗过多，能源使用告急，但新能源在开发利用中同样出现了许多问题亟待解决。风力发电存在着不稳定性，且目前电网设备对电力的调度以及接收效果差，对其正常使用产生了影响。电力系统总体可储备的电力接入过程的决策，关乎其整体安全，此决策是风电正常接收及传输运行的重要指标。

一、影响风电运行的因素

（一）电力系统安全情况

李晶等[1]（2012）在计及气候条件含风力发电电力系统可靠性分析一文中提到电力系统正常运转时，需要适当的备用空间，此空间是维持电力系统安全运作的基本，且目前风力发电设备的位置大多建立在较为偏远的地区，需要长时间的电力传输才可达到目标地区，大规模风力发电存在不稳定的情况，更需要系统备用空间的高度安全。

（二）备用系统承载能力

电力系统备用空间由多个一般规格的能源转换装置组成，其电力的承载能力是备用时需要考虑的重要因素。电力承载能力预测准确度是电力系统备用空间使用性能的基本方面，對其容量预测结果与实际情况差距越大，设备电力存储空间需求也越多。

（三）风力发电的不稳定性

风力发电的不稳定性具体体现在一段时间内电力输出量的大小不均衡，忽高忽低使得对其的预测结果与实际出入较大。葛炬等[2]（2010）在含风电场电力系统旋转备用获取模型一文中提到，风力发电的电量与误差结果与多种情况相关。对其电量的预测也可以通过建立持续的无规律变量为具体模型，在测算实践中假设出该模型可能受到的影响因素，进而对风力发电的实际电量进行准确的测算。

（四）电网运营情况

电网运行主要步骤是电能的转化、电力的运输以及用电的合理配置。目前电网运营由国家电网公司与南方电网公司进行，风力发电后，其电力的传输主要依靠已经构建的电网，电网的协调性能、电网规模以及电网的储电能力等，都对风电传输及配送产生了影响。

二、主要备用决策方法

（一）测算比例方法

戴秀丽等[3]（2015）在线性拟合-常数残余标准差法评定环境检测结果不确定度一文中提到，风力发电量测算结果大多与实际结果存在一定的差值，在计算时，先对电力系统承载能力进行测算，比较测算结果与实际结果之间所成的比例，将测算结果与所得比例相乘得到与实际结果差值较低的测算结果。此种测算方法较为可靠，但其实际情况与计算结果直接仍存在误差，一旦比例计算失调，将会导致结果准确度不高。

（二）安全性测算方法

由于电力系统备用安全性与其总体情况密切相关，可以通过测算备用需求的安全程度进而计算其他情况。将备用决策与其备用安全标准相联系，王虹富等[4]（2015）在基于网损等值负荷模型的直流潮流迭代算法提到，首先应建立具体相关模型，根据模型短时间内对电力承载能力与停止运作实践进行测算，其次对测算结果进行一段时间内出现次数多少进行分析，最后得出备用需求与测算结果之间的联系。此种方法要保证模型建立到测算结果产出后的区间内，其安全度一直维持在同一水平上。

（三）价值投入测算法

夏澍等[5]（2011）在含大规模风电场的电力系统动态经济调度一文中提到在价值投入的基础上，对备用情况进行测算通过对其存储空间及创造的价值进行研究，得出与目标结果具有一定相关程度的数值，利用此数值在变化过程中对系统备用经济价值投入的影响，找出将经济效益最大化的数值点进行利用。

三、推动风电接入系统备用的方式

（一）创新风电预测方式

实际生活中，发电量的多少主要根据对电力承载能力的预测信息进行判断，风电存在的不稳定性较高，其预测结果与实际情况差距较大，无法进行电量准确发放及传输，虽然国家对风电投入较大，但其实际问题仍旧难以解决。相关专家学者以及企业技术人员应革新现有风电预测方式，寻找较为精准的方法进行测算，帮助风电顺利传导消纳。

（二）减少限电情况，更新输电设备

李利利等[6]（2014）在适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法中提出，电力公司的电网建立较早，企业电网及相关设备略为老旧，对于风电的情况不能良好适应。当风电转化为正常电能时，电网的接收、存储及传输设备无法与其完美对应，风电传输受到客观条件的阻碍。企业及相关部门应对此情况做出调整，政府加大对其设备更新的资金投入，企业协调相关部门，转变运作方式，尽快将风电传输到使用者家中。

（三）提高系统储能能力

刘世林等[7]（2013）在风电并网中的储能技术研究进展中提出，目前我国在开发风电时，大规模发电设备所建地点较为密集，所有设备均在同一风场中，风电输出并不稳定。但可以通过提高电网储能情况改善风电输入及输出，良好的储能能力可以更好的协调风电传输及使用，可以通过连接不同的电容器或利用抽水技术等增加电网储能情况，更好的提升风电稳定性，增加其使用效率，扩大风电的使用范围。

结束语：电力系统备用是为将风电更好的传输应用在实际生活中而开发出的方法，通过其具体的变化对大规模风电接入情况的影响进行测算，得出最优点以更好的接收及传导风电。笔者针对大规模风电选用储备的条件以及其备用决策计算的具体方法等方面进行分析并提出建议，使得弃风限电情况有所转变，将风力发电良好应用在实际生活中。

参考文献：

[1]李晶，王素华.计及气候条件含风力发电电力系统可靠性分析[J].电力系统及其自动化学报，2012，03（05）：67-70.

[2]葛炬，王飞，张粒子.含风电场电力系统旋转备用获取模型[J].电力系统自动化，2010，34（6）：32-36.

[3]戴秀丽，许燕娟，张蕾.线性拟合-常数残余标准差法评定环境检测结果不确定度[J].现代测量与实验室管理，2015，01（02）：29-31.

[4]王虹富，王毅，高崇，等.基于网损等值负荷模型的直流潮流迭代算法[J].电力系统自动化，2015，02（01）：99-103.

[5]夏澍，周明，李庚银.含大规模风电场的电力系统动态经济调度[J].电力系统保护与控制，2011，39（13）：71-77.

[6]李利利，涂孟夫，丁恰，等.适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法[J].电力系统自动化，2014，03（09）：48-52.

[7]刘世林，文劲宇，孙海顺，等.风电并网中的储能技术研究进展[J].电力系统保护与控制，2013，02（23）：145-153.