风电出力与风力大小具有直接的关系,一般而言,当夜间风力较大时,风电机组的出力也较大。在白天的时段,风电出力一般较小,具有较为明显的反调峰特性。
对风电功率进行控制时,需要确定风电有功功率的补偿大小,从而平滑风电的出力。对风电有功功率控制时,需要根据风电的前一周期的出力大小,来调节风电下一周期的出力水平,保证风电的出力符合相关要求。
此外,风力发电是将风的动能转化为机械能,之后再通过风电发电机组转化为电能,风电的出力模型可以采用分段线性模型表示。
对风电功率进行控制,需要考虑到系统的实际情况,一是系统调峰能力。调峰是指通过调节发电机的出力以满足负荷的需求。因间歇式能源出力具有间歇性、波动性,当其出力不能满足负荷需求时,需要通过调节系统中常规机组的出力以满足系统负荷的需求。一般以抽水蓄能发电机组的调峰能力最强,水电机组其次,火电机组最差。
二是备用容量,为了应对风电出力的波动性,系统必须设置一定的旋转备用容量,以应对风电出力的不确定性,保证系统的安全稳定运行和系统功率实时平衡。风电出力的波动性越大,对备用容量的需求也越大,备用容量的设置需要考虑风电出力的预测误差及负荷的预测误差。
三是风电出力特性,风电的出力特性如果能与负荷特性相匹配,风电出力波动的幅度越小,频率越低,则对系统造成的影响越小。
四是网络结构,系统的网络情况会对风电的功率控制产生一定的影响,如线路潮流约束、节点电压约束等。其它影响风电功率控制的因素包括风电机组的技术性能、系统的调度运行水平等,这些影响因素也会对风电的功率控制产生一定的影响。
风电功率控制需要考虑到风电的实时出力情况和系统的运行情况等,综合判断风电功率的控制策略,降低风电并网后对系统造成的影响。
对风电机组下发实时的功率控制策略时,也应尽可能地提高风电的利用效率,降低系统的弃风率,同时使得风电的出力曲线不会出现较大的波动。
在风电功率控制模型中,应考虑到系统中的源网荷等实际情况。“源”主要是指系统的调峰能力和可投切的风电电源。“网”可包括区域间的联络线,在风电消纳困难时可通过联络线将本地风电传送到区域电网外协调消纳。
在风电大发时,还可通过对网络进行切改将风电功率传输到其他线路。“荷”侧重于根据风电的出力情况对系统中的可控负荷实施需求侧管理。
通过将上述系统运行情况反映在风电的功率控制模型中,可以使得风电的功率控制具有更好的效果,满足风电并网的要求。
本文系统分析了风电功率控制的方法,通过这种方法能够解决传统风电功率控制系统中存在的不足之处。在实际对风电功率进行控制的过程中,应充分考虑到系统中的源网荷等实际情况,提高风电并网后系统运行的安全性。