大型風(fēng)力發(fā)電場規(guī)劃和運行技術(shù)研究

    應(yīng)用所建立的風(fēng)電場發(fā)電可靠性模型可以進(jìn)行含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬和風(fēng)電場的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估工作。
1.3 含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬
    對電力系統(tǒng)運行而言，風(fēng)電場可以節(jié)約常規(guī)機(jī)組燃料、減少發(fā)電廠污染物排放和替代部分常規(guī)發(fā)電機(jī)組容量。因此采用風(fēng)力發(fā)電后，在滿足相同負(fù)荷要求的條件下電力公司在常規(guī)能源方面的費用將減少，所減少的費用稱為可避免費用(Avoided Cost)。通過對含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬，可以計算風(fēng)電場給電力系統(tǒng)運行帶來的可避免費用。
    可避免費用是并網(wǎng)運行風(fēng)電場對電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)的綜合度量，也是評估風(fēng)電場的重要指標(biāo)。
2 風(fēng)電場并網(wǎng)運行研究
    相對于常規(guī)發(fā)電廠，風(fēng)電場在運行中具有兩個顯著特點，其一是風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用異步發(fā)電機(jī)，在運行時需要從系統(tǒng)吸收無功功率來建立磁場，從而使大型風(fēng)電場并網(wǎng)運行后對局部電網(wǎng)的電壓水平有明顯的影響；其二是由于風(fēng)速為隨機(jī)變化的量，使得風(fēng)電場的輸出功率具有波動性，從而將影響局部電網(wǎng)的電能質(zhì)量。為定量計算風(fēng)電場在以上兩方面的不良影響，本文進(jìn)行了如下研究工作，并開發(fā)了相應(yīng)的計算程序。
2.1 風(fēng)電場對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響
    研究風(fēng)電場對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響，需要對含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計算，關(guān)鍵是正確處理風(fēng)電場的節(jié)點類型。
    電力系統(tǒng)潮流計算的任務(wù)是求解系統(tǒng)在給定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與參數(shù)、各負(fù)荷節(jié)點功率和發(fā)電機(jī)節(jié)點出力條件下的運行狀態(tài)，包括所有節(jié)點的電壓和支路的功率。在電力系統(tǒng)潮流計算中，系統(tǒng)節(jié)點被劃分為三種類型，即PV節(jié)點、PQ節(jié)點和Vθ節(jié)點。然而對風(fēng)電場而言，由于其節(jié)點電壓取決于系統(tǒng)電壓，機(jī)組本身從系統(tǒng)吸收的無功以及機(jī)端電容器補(bǔ)償?shù)臒o功又均和系統(tǒng)電壓相關(guān)，因此在潮流求解之前風(fēng)電場節(jié)點的電壓和吸收的無功功率均為未知量。換言之，在潮流計算中風(fēng)電場節(jié)點不能簡單地處理為PV節(jié)點或PQ節(jié)點。