考慮實時備用率的中長時間尺度新能源發電備用的方法

梁振鋒, 范新偉, 張 娉, 王開艷

(1. 西安理工大學電氣工程學院, 陜西 西安 710054; 2. 中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司, 陜西 西安 710065)

1 引言

為實現雙碳目標,風電和光伏發電的滲透率將進一步增加,我國將構建以新能源為主體的新型電力系統[1,2]。

為了應對負荷波動,電力系統中需要配置負荷備用容量。對于新型電力系統,新能源發電的波動性和間歇性等不確定性增加了系統的備用需求[3,4]。新型電力系統的負荷備用包括:①燃油燃氣輪機、水電、抽水蓄能[5]等調峰機組、火電機組深度調峰改造及儲能備用、系統間備用等新型備用[3,6-8];②風電等新能源電源[9-14];③需求側響應[14-16]等。文獻[6-8]考慮了風電、光伏發電出力的預測誤差,優化了機組出力及旋轉備用計劃,但其負荷備用仍為水電、火電等傳統機組。對于新型電力系統,傳統機組不能滿足熱備用需求,因此要求新能源電源具備一次調頻能力。隨著出力預測精度的提高,新能源具備了作為負荷備用的條件。文獻[9-14]提出利用風電、光伏發電等新能源作為備用。在我國新能源發電尚未大規模并網時,文獻[9]提出了風火互濟旋轉備用運行方式,指出優先調度風電且允許棄風比全額接納風電更合理。文獻[10]提出風電預留備用容量參與系統調頻控制。文獻[11]利用風電柔性爬坡容量來減少爬坡階段常規機組的向上、向下爬坡備用容量。文獻[12,13]基于新能源的統計學特征,考慮新能源消納和電網安全,提出了新能源發電作為備用的兩種方法:①利用新能源發電出力的概率分布將新能源出力納入備用;②置信區間法,即根據新能源出力預測誤差的概率分布獲取預測值的置信區間,再根據置信區間下邊界確定備用容量。……