考慮火電機(jī)組深度快速變負(fù)荷能力的頻率控制

徐 箭, 唐旭辰, 徐 琪, 王 豹, 雷若冰

(1. 武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院, 湖北省武漢市 430072; 2. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 廣東省廣州市 510080;3. 廣州供電局有限公司, 廣東省廣州市 510620; 4. 國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司, 江蘇省蘇州市 215004)

0 引言

隨著化石能源的枯竭和用電需求的增長(zhǎng),風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源受到了越來越多的關(guān)注,全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。截至2016年底,風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量超過10 GW的國(guó)家共有9個(gè),其中中國(guó)以168.7 GW位居榜首,占全球總量的34.7%[1]。截至2016年底,中國(guó)的電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中燃煤機(jī)組占比為56.2%[2],遠(yuǎn)高于具有快速爬坡能力的機(jī)組,如水電、燃?xì)馊加蜋C(jī)組等。由于風(fēng)電功率的快速波動(dòng)性,風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)可能會(huì)使得傳統(tǒng)燃煤機(jī)組難以維持系統(tǒng)的有功平衡,造成頻率偏差越限,嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定[3]。

針對(duì)以上問題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從兩方面開展了大量研究。一類是通過對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,如轉(zhuǎn)子慣性控制、轉(zhuǎn)子超速控制、變槳距控制等[4-5],來主動(dòng)響應(yīng)系統(tǒng)的頻率變化。但該方法受風(fēng)速和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的影響,難以保證全風(fēng)況下風(fēng)機(jī)參與系統(tǒng)調(diào)頻的可信度。另一類方法是從電網(wǎng)側(cè)采取控制措施,用儲(chǔ)能[6]來平抑風(fēng)電的波動(dòng)性。但依靠?jī)?chǔ)能來承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)頻需求,會(huì)造成儲(chǔ)能容量配置過大、經(jīng)濟(jì)性不佳的問題。

考慮中國(guó)當(dāng)前以燃煤機(jī)組為主的電源結(jié)構(gòu),深入挖掘常規(guī)火電機(jī)組的調(diào)頻能力成為了解決頻率穩(wěn)定問題的有效手段。由于傳統(tǒng)的火電機(jī)組深度……