舒印彪等：新能源消納關(guān)鍵因素分析及解決措施研究

4.2 新能源消納措施生產(chǎn)模擬

依托新能源消納時(shí)序生產(chǎn)模擬系統(tǒng),對(duì)4.1節(jié)提出的消納措施進(jìn)行生產(chǎn)模擬[14-15]。與消納空間理論分析相比,時(shí)序生產(chǎn)模擬更接近實(shí)際電網(wǎng)真實(shí)運(yùn)行情況,能夠反映各子系統(tǒng)間網(wǎng)絡(luò)約束以及風(fēng)電、光伏出力特性,從而能夠?qū)ξ鞅薄|北等區(qū)域電網(wǎng)場(chǎng)景進(jìn)行詳細(xì)分析。

新能源消納生產(chǎn)模擬以新能源發(fā)電量最大為優(yōu)化目標(biāo),即各區(qū)域全部時(shí)段風(fēng)電和太陽能發(fā)電量總和最大。

式中：Pw(t,i)是時(shí)段t內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)i的功率;Ps(t,i)是時(shí)段t內(nèi)太陽能電站i的功率;ΔT為時(shí)段長(zhǎng)度;T為總的時(shí)段數(shù);Nw為風(fēng)電場(chǎng)個(gè)數(shù);Ns為太陽能電站個(gè)數(shù)。

考慮的主要約束條件：

1）電力平衡約束。

式中：Pg(t,i)是時(shí)段t內(nèi)常規(guī)機(jī)組i的功率;Pline(t,i)為時(shí)段t內(nèi)聯(lián)絡(luò)線i的功率,受入為正;PL(t)為時(shí)段t內(nèi)負(fù)荷大小;Ng為常規(guī)機(jī)組個(gè)數(shù);Nline為聯(lián)絡(luò)線條數(shù)。

2）電源調(diào)節(jié)性能約束。

式中：Pg,min(t,i)和Pg,max(t,i)分別為常規(guī)機(jī)組最小和最大出力限額;Pw,max(t,i)和Ps,max(t,i)為風(fēng)電場(chǎng)和太陽能電站理論最大功率。

3）電源電量約束。

式中E(i)為時(shí)段T內(nèi)機(jī)組發(fā)電量。

4）跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線約束。

式中：Pline,min(t,i)和Pline,max(t,i)分別為時(shí)段t內(nèi)聯(lián)絡(luò)線i的最小和最大功率限額;Eline(t)為時(shí)段t內(nèi)聯(lián)絡(luò)線電量。

首先,在2020年用電負(fù)荷水平下,基于當(dāng)前東北、西北電網(wǎng)火電機(jī)組調(diào)峰能力和外送能力計(jì)算新能源消納情況。預(yù)計(jì)到2020年,東北電網(wǎng)全社會(huì)用電量458.4TW•h,西北電網(wǎng)850.5TW•h,其他計(jì)算場(chǎng)景參數(shù)見表5和表6。在不采取相關(guān)措施的情況下,2020年東北新能源發(fā)電量70.2TW•h,棄風(fēng)、棄光電量25.7TW•h,棄風(fēng)、棄光率26.8%;西北新能源發(fā)電量172.2TW•h,棄風(fēng)、棄光電量72.4TW•h,棄風(fēng)、棄光率為29.6%,消納問題十分突出。

在基礎(chǔ)場(chǎng)景上,對(duì)4.1節(jié)所提新能源消納措施進(jìn)行逐一計(jì)算,見表7和表8。