應用所建立的風電場發(fā)電可靠性模型可以進行含風電場的電力系統(tǒng)隨機生產(chǎn)模擬和風電場的技術經(jīng)濟評估工作。
1.3 含風電場的電力系統(tǒng)隨機生產(chǎn)模擬
對電力系統(tǒng)運行而言,風電場可以節(jié)約常規(guī)機組燃料、減少發(fā)電廠污染物排放和替代部分常規(guī)發(fā)電機組容量。因此采用風力發(fā)電后,在滿足相同負荷要求的條件下電力公司在常規(guī)能源方面的費用將減少,所減少的費用稱為可避免費用(Avoided Cost)。通過對含風電場的電力系統(tǒng)進行隨機生產(chǎn)模擬,可以計算風電場給電力系統(tǒng)運行帶來的可避免費用。
可避免費用是并網(wǎng)運行風電場對電力系統(tǒng)貢獻的綜合度量,也是評估風電場的重要指標。
2 風電場并網(wǎng)運行研究
相對于常規(guī)發(fā)電廠,風電場在運行中具有兩個顯著特點,其一是風力發(fā)電機一般采用異步發(fā)電機,在運行時需要從系統(tǒng)吸收無功功率來建立磁場,從而使大型風電場并網(wǎng)運行后對局部電網(wǎng)的電壓水平有明顯的影響;其二是由于風速為隨機變化的量,使得風電場的輸出功率具有波動性,從而將影響局部電網(wǎng)的電能質量。為定量計算風電場在以上兩方面的不良影響,本文進行了如下研究工作,并開發(fā)了相應的計算程序。
2.1 風電場對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響
研究風電場對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響,需要對含風電場的電力系統(tǒng)進行潮流計算,關鍵是正確處理風電場的節(jié)點類型。
電力系統(tǒng)潮流計算的任務是求解系統(tǒng)在給定網(wǎng)絡結構與參數(shù)、各負荷節(jié)點功率和發(fā)電機節(jié)點出力條件下的運行狀態(tài),包括所有節(jié)點的電壓和支路的功率。在電力系統(tǒng)潮流計算中,系統(tǒng)節(jié)點被劃分為三種類型,即PV節(jié)點、PQ節(jié)點和Vθ節(jié)點。然而對風電場而言,由于其節(jié)點電壓取決于系統(tǒng)電壓,機組本身從系統(tǒng)吸收的無功以及機端電容器補償?shù)臒o功又均和系統(tǒng)電壓相關,因此在潮流求解之前風電場節(jié)點的電壓和吸收的無功功率均為未知量。換言之,在潮流計算中風電場節(jié)點不能簡單地處理為PV節(jié)點或PQ節(jié)點。