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抽水蓄能机组对风力发电变化的影响
从以上分析来看,风电弃风基本发生在后半夜和清晨期间,而抽水蓄能电站从电网中吸收电能抽水用电期间也大多发生在后夜用电低谷期间,这样蓄能电站抽水就能吸收大量的风力发电被迫弃掉的能量,将其转换为第二天用电高峰时期的电能输入电网之中,达到变废为宝的良好效果。从未来的能源发展情况来看,风电、核电和抽水蓄能发电都是最好的可再生能源,抽水蓄能电站的建设运营生产对环境保护会起到改良生态。因此,风电与抽水蓄能的联合运用效力不仅会减少风电的电能损失,又提高了双方的利用效率,同时对电网提供了优质的可再生清洁能源,其能源的吸收转换和生产都是清洁无污染的,符合国家新能源和可再生清洁能源政策的要求,对整个社会的环境保护起到不可估量的贡献。
风电与抽水蓄能联合运行经济分析及其计算结果
我国关于风电和抽水蓄能电站联合运行的方案和计算分析模型研究起步较晚,从欧洲学者对风电与抽水蓄能电站系统的 6 种不同运行方案和各子系统的运行及经济性评价模型分析,风电如直接输入电网带给电力系统运行的潜在风险,采用最大比重的抽水蓄能机组抽水储存起来,在负荷高峰时间优先将抽水蓄能电站发电,不足余峰荷才由常规的发电场满足,其建立的可再生能源系统优化经济选择的运算法则及相关模拟计算公式,求出了使可再生能源最大开发时的抽水蓄能电站合理装机容量以及单位电能供应的最少成本。资料对风电与抽水蓄能电站系统联合运行进行了优化计算,通过考虑峰谷差论证了该系统的经济可行性。
图 4 所示是一个含风电与抽水蓄能电站联合运行系统的小型模拟电网,该系统由一个装机 35 台 1500KW 和 20 台 605KW 的风电场;一座有若干可逆式水泵水轮机组的抽水蓄能电站(其上水库为日调节水库);一个工业和民用负荷子系统、控制系统以及其它常规电场等组成。根据联合运营方案,建立其经济运行的计算分析模型,在确保电网运行安全、可靠和稳定运行为前提下,尽最大可能利用风电来满足电力系统的负荷需求。
图 4 风电与抽水蓄能系统的小型电网示意图
假定该小型电网的最大允许风电发电的比重为最大腰荷的 10%,现拟定系统联合运行方案为:部分风电直接输入电网输入电网,其容量恒定为最大腰荷的 10%,在必要时启动抽水蓄能机组作调相运行,常规发电场按全部基荷的 90%的容量恒定供电运行,全部峰荷通过连接与解列抽水蓄能电站的发电机组(以下简称:水轮机组)来保证,抽水蓄能电站的抽水机组(以下简称:水泵)不仅利用负荷低谷的剩余电能抽水,而且通过适时的连接与解列来存蓄随机变化的多余风电,可使全部风电直接、间接地输入电网,并使得常规发电场按恒定出力运行。
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