提高新能源消纳能力的电力系统调度研究郝东升

提高新能源消纳能力的电力系统调度研究郝东升

郝东升何红亮

郝东升何红亮

（国网冀北电力有限公司北京市100052）

摘要：如今，新能源已经成为了主要的能源。新能源的清洁度高，而且又有很大的储备量，受到了人们的青睐。然而，在使用新能源的过程中却存在着一些的漏洞，即实际接收能源与能源转换之间存在着数据差异，换言之，有一部分的能源在转换过程中“跑”了，这样不仅会浪费成本，还会降低整个转换过程的安全性、可靠性。所以，对转换过程的各电力系统进行能源分配，是促进能源顺利发展的需求。

关键词：新能源；消纳能力；电力系统调度

1研究现状

1.1风电型系统

在整个电力调度的过程中，风和火是重要的动力来源。然而，利用火力会造成高污染，这就违背了发展的持续性和清洁性的相关原则。在风电产生之后，极大地改善了环境协调的情况。风能产生于自然，依托于自然强大的创造能力，所以就具有“无尽”的特性。与此同时，这种能源没有实体化形态，电力转换时不会出现污染现象，这样不仅保证了能源消纳过程的环保性，而且也保证了消纳结果的高收益性。然而，要利用来自于大自然的能源，也就意味着该种能源的产生时间和产生质量会受制于自然，具体就表现在风能利用时间的不稳定性，利用效率也不稳定。

1.2太阳能、风能的发电

能源使用不再依托于某一个单一能源，而是将所有可用能源进行了配对重组，形成两两互补的形式。这种模式旨在强化发电的效率，实现资源之间的互补与优化，以风和光为例，使用风能存在不稳定性，而光具有一定的稳定性和持续性，这就很好地弥补了风能使用的缺陷。然而，虽然稳定性的问题得以解决，却出现了电力供应不足的现象。同时，风、电、水等的结合虽然会产生稳定性强、流量充足的电力，但这种大流量却也对系统造成了较大的冲击力，使得系统超负荷运转，造成了系统原本消纳能力得不到充分发挥的结果。

2风电系统调度模型

在系统中，消纳范围往往是根据需求发生变化的，在某一个特定的阶段，风力转换成电力的最大值通常都是固定的。也就是说，这一阶段的消纳上限只适用于该阶段，而不能对其进行阶段延用，否则的话就会出现数据错误的情况，从而影响到整个转化过程的效率。所以，对该系统进行阶段化负荷检测十分的必要。对于系统负荷检测，必须要清楚系统的状态、消纳、能量接收等的数据，在保证数据不变的前提下，演算、推测负荷容量，并且设计出最节省成本的最优方案。演算的公式依据如下：

设定公式是以各数据趋于完美情况为基础的，所以这种公式所得出的最终成本数据无限接近于零。这显然与经济投资现状不符。所以实际中进行计算的时候，还要考虑机组问题，确定机组出力情况，并且根据该项数值来进行范围界定，以尽量保证该范围处于可控范围以内。此外，还应该预测风电转换的能量和时间，以确定其消纳的大致范围，与最终的实际消纳进行对比，以保证两者之间的差距不会太大，从而实现高效化地控制成本。此外，本系统的工作还应具有安全保证相关的工作，这就要求在进行实际操作的时候，控制人员要控制好风电转化的容量以及速度，保证两者之间始终处于平衡状态。与此同时，相关人员还要监督能源的接收和转换过程，进而保证传输的稳定性。

3太阳能蓄热机组调度

太阳能具有一定时空限制，所以想要将其转换成电力，就需要先进行能量储存量，这就要借助一些设备。需要考虑的费用成本主要有几个方面：第一，蓄热机组当前的运转能力；第二，其不断上升的效率。这两者之间的关系并不是相互孤立的，而是呈现一种比例趋势。所以，为了节省系统调度的经济成本，将探讨这种函数关系。蓄热机组是一种存储机器运转热量的模式。想要改善机组运转的温度，只需调节机组中的冷却装置，保证机组运转的安全性、可靠性，从而达到控制成本的目的。消纳能力的上限一般与机组运转能量之间相互影响，而且影响力度大多呈现出一种直线上升或者下降趋势。假设这种趋势的最大、最小值分别为△g+（Pg）和△g-（Pg）。这种趋势如果与机组其他数据形成联系，例如煤耗量、爬坡率等，就会形成机组成本计算的函数公式，如下：

在公式中，只要清楚其中各项数据值，就可以得出该系统所需的经济成本，分析出成本损耗的最大环节。当明白问题的产生点之后，就可以进行数据推测，明确可以减少成本的地方，使得公式的最终结果为最小值，以保证能源消纳的有效性。

4太阳能、风能的快速调节机组调度

为了保证电力转换的稳定性，需要进行能量分配，使得电力转换容量的时刻、季节间大体相同，这就需要借助快速调节机组。在这种模式中，所有工作都是以上述机组研究为基础展开的，并将机组的蓄热持久性作为主要研究对象。与上述模式不同，该种模式一改经济成本各因素之间的线性关系，转而形成一种无规律的、非线性的关系。所以为了便于我们的数据计算和成本规划，对公式的设计则最好以不等式为基础。在上一阶段的研究中，公式设计并没有考虑机组的“余热”时间，这是对成本的一大损耗。所以在此研究中，可以适时减少热能的投资，将机器“余热”作为能源的一部分，减少成本。因为公式计算中含有某些变量因素，使得公式结果存在变动性，这就造成了成本各组成部分之间关系的无规律性，加大了对成本的预测、规划和控制。所以在计算过程中就要使用一个数据包容性足够大的正数，对这些关系进行限制、约束，在外力的借助下，实现“非”与“线”的有机转换。在约束设计结束之后，还可以改变公式中的某些变量，检测线性关系是否始终适用。

5结语

总之，在实际应用这种能源的过程中，设备对能源的接收值与最终转换的电力值之间存在出入，达不到预计的消纳效果，加重了能源开发的成本负担。所以，对消纳过程中各电力系统进行理论演算、推理，从而指导成本规划，就显得十分有必要。

参考文献：

[1]赵延超.电力系统调度运行存在的问题与解决方法探讨[J].硅谷，2015（3）：281~282.

[2]安朝，付莉婷，杨扬，等.浅谈电力系统调度运行的危险点及控制措施[J].水电与抽水蓄能，2015（16）：87~88.

作者简介：

郝东升（1983.01-），男，内蒙古巴彦淖尔人，国网冀北电力有限公司，调控员，研究方向：新能源消纳。

何红亮（1985.10-），男，陕西省宝鸡市人，重庆大学电力工程与自动化专业本科，单位：国网冀北电力有限公司，研究方向：电力系统与自动化。