“酒泉风电预报中心”工作进展.ppt

“酒泉风电预报中心”工作进展 引言 风力发电是目前技术最为成熟、最具有大规模开发和商业化发展前景的清洁可再生能源利用方式，近年来中国的风力发电事业呈现了良好的发展势头，大型并网风力发电发展迅速，仅酒泉千万千瓦级风电基地建设目前已完成风电装机550万千瓦，到2015年风电装机将达到1271万千瓦，到2020年风电装机将达到2000万千瓦，占国家清洁能源开发规划的20%。随着风力发电的迅速发展，其弊端也逐渐凸显。 风力发电是将空气动能转换为电能，其特性会直接受到风的特性的影响。风的随机波动性和间歇性决定了风力发电的功率也是波动和间歇性的。当风电场的容量较小时，风电对电网系统的影响并不明显。随着风电场容量在系统中所占比例的增加，风电对电网系统的影响就会越来越明显，大风速扰动会使系统的电压和频率产生很大的变化，严重时将可能使系统失去稳定。 另外，风电机组的运行受制于系统的运行条件，当系统的运行条件比较恶劣，如电压水平比较低时，风电机组很容易在系统扰动或风速扰动条件下停机。这不仅会给风电场带来经济损失，也可能使系统失去稳定。中国电力科学研究院的工作指出:在一般情况下，当风电穿透功率(即风电功率占系统总发电功率的比例)不超过8%时，我国电网不会出现较大问题。但是当风电穿透功率超过一定值之后，有可能对电能质量和电力系统的运行产生影响并且可能危及常规发电方式。 如果能够比较准确地对风电场风电功率做出短期预报，将使电力调度部门能够提前根据风电功率的变化及时调整调度计划，保证电能质量，从而有效减轻风力发电对整个电网的不利影响，减少电力系统运行成本和备用容量，并且有利于在开放的电力市场环境下正确制定电能交换计划。 中国的《可再生能源产业发展指导目录》中指出，要进行“风电场发电量预测及电网调度匹配软件”的技术开发，目的是用于实时监测和收集风电场各台风电机组运行状况及发电量，分析和预测风电场的功率变化情况，为电网企业制定调度计划服务，促进大规模风电场的开发和运行。 一、风功率预报对电网调度的意义 风力发电相对于传统发电方式而言，存在的最大问题是风电的波动性，风力发电是将空气动能转换为电能，其特性会直接受到风的影响。风的随机波动性和间歇性决定了风力发电的功率也是波动和间歇性的。这种波动性主要表现在两个方面:第一是风机对自身的控制(毫秒到秒)，第二是对电网调度的影响(几分钟到几周)。 在风电领域，经常遇到的一个难题是:薄弱的电网短路容量、电网电压的波动和风力发电机的频繁掉线。当风电场容量较小时，风电对电网系统的影响并不明显。随着风电场容量在系统中所占比例的增加，风电对电网系统的影响就会越来越明显。 风电场风电功率预报对于风电的稳定发展至关重要，对风电场风电功率进行预报，并实时对电网调度计划进行相应的调整，可以有效减轻风电对电网的不利影响，提高风电穿透功率极限，减少电力系统运行成本，提高风电场运行效益，使风能由劣质能源转化为优质能源。由于风电功率预报系统能为风电场和电网系统提高电网的安全私密性，所以必须建立一套自己的风电场风电功率预报系统。 二、风功率预报对风电场风机运行的意义 为了做好风电场的统筹维护，使风电场获得最大的效益，风速的预报显得很重要。目前风机可利用的有效风速段一般为3-25m/s。为了保证风机能在有效风速时段正常运行，充分发挥效益，就要避开有效风速阶段，做好风机的维护工作。例如:预防性的定期检查、定期润滑，对风机主要零部件的解体清洗，对磨损零件的更换，各部间隙的重新调整等维护工作。另外，大风虽然能够给风电场带来很好的效益，但是，当风速超过切出风速时，就会对风机造成损坏，风机会从额定出力状态自动退出运行。 如果整个风电场所有风机几乎同时动作，会对电网产生十分明显的冲击，容易造成电压闪变与电压波动。电网企业可以根据风电场风电功率预报，提前做好调压准备。风机的维护工作，是一项既需要人力又需要时间的工作，这就要求对风速的预报能够提前2-3天，这样对风电场的时间统筹，维护运营的安排才有实际意义。而目前我国对风电场风速的预报主要是利用统计方法进行的短时预报，并不能满足风电场的要求。 三、风功率预报对风电场利益的意义 如果电网企业不能提前得知风电上网的功率值，只能通过增加备用容量的方式使风电进入电网系统。但当电网比较薄弱时这种方式就会对电网调度造成影响，威胁电网的安全运行。为了保障电网的安全运行，风电上网将会受到限制。国外己经有一些工作对风电场风电功率预报的价值做出了定量评估。如Nielsen等人出对于丹麦的NordPool北欧电力库，通过通常意义上的风电功率预报，一年内的平均上网电价是2.4c/KWh，如果没有风电功率预报的支持将会损失0.13-l.27c/KWh。 四、实现解决传统气象预报不能满足于风电场风速预报的目的 准确的风功率