促进风电消纳的火电灵活性改造深度及经济效益研究

随着风电渗透率越来越高,电网的调峰压力日益突出。尤其在“三北”地区的供暖季,热电联产机组“以热定电”的运行模式,进一步加大了系统的调峰压力,并导致弃风限电。本文以缓解系统调峰压力、提升风电消纳水平为目标,将火电机组灵活性改造作为解决方案,研究火电机组灵活性改造的深度及其经济效益。本文的主要工作及研究成果包括:(1)采用时序模拟仿真法计算风电消纳能力。分析了某区域电网的电源结构、负荷特性、风电特性,并通过基于时序模拟仿真的方法量化评估了该区域电网供暖季风电消纳能力。研究结果表明,该区域电网在供暖季具有巨大的调峰压力,风电消纳能力有限。(2)采用概率最优潮流方法确定火电灵活性改造的优先级及深度。通过Nataf逆变换的方法生成具有相关性的样本;对样本点进行最优潮流计算,通过对机组出力结果进行概率统计,确定火电灵活性改造的优先级;依据改造优先级,对机组出力下限的约束条件进行相应修正,再次求解概率最优潮流问题,确定火电灵活性改造的深度。以某市电网作为算例,确定消纳不同比例风电场景下的火电灵活性改造的优先级及深度,研究结果一方面可为相关规划部门确定火电灵活性改造优先级及深度提供决策依据,另一方面可为该地区火电灵活性改造经济效益的研究提供数据与场景基础。(3)采用净现值法评估火电灵活性改造经济效益。分析了火电机组参与调峰的过程;对火电机组灵活性改造的成本、火电机组在不同调峰补偿模式下的调峰收益进行分析;通过净现值法计算灵活性改造机组的成本回收年限,以此评估对火电灵活性改造的经济效益。对算例系统中不同场景下灵活性改造机组的经济效益进行分析评估,根据评估结果对政府相关部门、电网公司和发电企业提出相应建议,以提高风电消纳水平和火电机组参与灵活性改造的积极性。