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为什么说是新能源电力系统呢?电力系统的本质是使得发电的输出功率通过电网来满足随机不确定的用户的需求,保证电网的平衡与稳定,当大规模的强随机波动的能源进入系统之后,这个系统既要面对随机不确定的用户,也要面对随机不确定的发电单元,我们有时候称之为双随机过程的系统,这样的系统的分析、控制、运行和传统的电力系统将产生本质的差异。为此,我们首先应当对新的系统的本质特征有一个充分的认识。
为什么一开始要强调混合能源时代呢?以风电为例,它的波动性是它的一个固有的特征,不同于水电、火电,但是这么一个波动性的能源还要用,用户又不希望也不允许波动,那怎么办?用什么能源补充呢?你有我少,你没有我多一些,要想用随机波动的新能源,用什么来承担这个责任呢?看看我们的能源结构,我们是以燃煤为主的国家,我们国家煤电占66.2%,美国有46.4%是油气电源,德国有25%,中国只有3.3%,能够弥补风电波动性的电源在我们国家只能在火电上打主意,否则没有出路,在美国是油气,德国也是这样,这就是现在亟待解决的问题,比较令人担忧的是现在国内、企业、政府都把大规模风电不能入网归结为传输问题、电价问题、调度问题,其实是绝对的误区,电价问题一夜之间可以解决,传输问题一条线路架起来也是容易的,但是到那一天仍然不可能,新疆河西走廊一个随机波动的一千万容量怎么送到江苏使用,最核心的问题是认识风能、太阳能基本特征,然后找到相应的互补的方式。
风电是有规律的,新能源电力随地域、季节以及昼夜的变化具有明显的波动性,且在同一时间尺度下,随机组数量的增加,这种流动性逐渐减小。我们可以做一些深入的分析,风电厂的输出功率,一分钟的变化量大概在装机容量的3%之内。火电具有足够的变功率控制的能力,而且保证经济性、环境性,我们给出一个结论,火力发电从理论上和能力上具有补偿风电机组的能力和潜力,这也是我们对风电和火电做的理论分析。最近以来为了增加火电机组的可调度性,也是为了更好的接纳风电,国家电网出台了对火电机组调度的两个细则,作为重要的考核。
过去我们只是把火电机组看作是电源,现在在混合能源的时代,我们就要把它看作既是发电单元,同时也是电网当中可以调度的一个电源,我们提出了一个概念,发电单元的可调度性,过去我们讲的是容量、电量,现在提出还应该有可调度容量和可调度电量,比如核电,有容量、电量,一般核电不用它调峰,水电可调度好,风电可调度性很差。提高火电机组控制的水平,可以提升火力发电可调度的容量,在传统方式的基础之上,其实还可以通过对火电机组的凝结水的控制、冷端的控制、供热抽气的控制大大提升火电机组调度的快速性。
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