基于系统灵活性分析的可再生能源消纳能力评估

电力系统灵活性是系统响应负荷功率和(或)波动电源功率变化而随之调节的能力,主要是15min-1h时间尺度内系统功率调节能力,表征了系统在调度周期内调节资源的充裕性,取决于电源功率调节特性和负荷需求响应特性(由于目前缺乏有效的需求响应激励机制,系统灵活性主要取决于电源的功率调节特性)。传统的机组组合编制方法通常基于电力平衡静态约束,忽视了机组调节性能的差异性,可能会导致所制定的机组组合方式不能适应可再生能源功率的波动,进而造成弃风弃光现象。因此,就需要结合负荷、可再生能源的波动特性,对调度周期内系统调节资源的充裕性进行量化评估,指导调度运行人员根据不同的运行情况合理安排灵活调节资源。本文围绕电力系统灵活性的定义,针对系统内多种资源在灵活性方面的供给及消耗情况进行了量化分析。由于考虑到当前高比例可再生能源渗透系统在跟踪负荷波动过程中主要困难为功率调节范围不足,因此本文选择将调节范围作为灵活性的量化指标。分析了网络约束对系统灵活性传输情况的影响,定义了灵活性判定矩阵,通过对各分区净灵活性与网络功率传输限制的判定,得到考虑网络约束下的系统灵活性充裕度情况。基于对系统灵活性充裕度的分析,提出了应用于开机方式制定阶段的可再生能源消纳能力评估方法。本方法能够针对特定开机方式下各时段系统灵活调节能力、可再生能源消纳情况以及造成弃风弃光的原因进行分析,并能够辅助调度运行人员根据一定的可再生能源消纳指标调整系统内的灵活调节资源。不同场景下的运行约束将一定程度上限制储能装置及电加热负荷灵活调节能力的展现。本文针特定的场景下,不同装置参数下所能对电力系统灵活性的提升情况进行了分析。最后,基于上述理论研究并结合实际运行需求,研发了系统灵活性评估软件。