基于间歇式新能源消纳能力的电网灵活性模型研究.pdf

【新能源的挑战与应对策略】 随着全球能源危机和环境问题的加剧，大力发展新能源已经成为全球共识。新能源，尤其是风能和太阳能等间歇式能源，因其快速建设、低成本维护的优势，正逐渐占据电力市场的重要地位。中国的风电并网容量在2016年底已超过1.2亿千瓦，预计到2020年将达到总发电机组容量的20%。然而，这些能源的出力具有随机性和间歇性，给电网稳定运行带来挑战。 【电力系统灵活性的重要性】 传统的电力系统设计主要遵循安全、可靠和经济的原则。随着新能源的大规模接入，灵活性成为电力系统运行的新指标。灵活性是指系统在不同时间尺度（如30秒、5分钟等）内响应功率变化（包括新能源出力和负荷变化）的能力。中国电科院的研究提出了利用灵活性评估来改善电力系统应对新能源不确定性的方法，这方面的研究仍在进行中。 【灵活性评价指标模型】 构建灵活性评价指标模型需反映新能源消纳能力的随机性和系统状态。例如，风电场功率输出的波动范围是评价的关键因素。储能设备，如水电、火电、电网互联、负荷管理、储能装置、微网和可控新能源，都是提高系统灵活性的重要资源。不同类型的储能设备有不同的性能和经济特性，如电池储能、抽水蓄能、飞轮储能和压缩空气储能等。 【目标函数与约束条件】 目标函数旨在最大化电网在风电输出不确定性下的波动承受能力。以向上灵活性指标为例，目标函数是求区域风电场出力的最大正向变化之和。约束条件包括节点功率平衡、线路约束、设备容量限制以及灵活资源的可用性。这些约束确保了系统的稳定性和安全性。 【解决方案与未来展望】 为了应对间歇式新能源的挑战，需要进行电网灵活性分析，并建立灵活调节电源和储能设备的响应特性模型，以优化它们的容量配比和布局。同时，研究需要不断深入，以提升系统的灵活性，确保电网的可靠运行。未来的研究可能会聚焦于更高效的储能技术、智能调度策略以及跨区域的电网协同，以实现新能源的大规模消纳和电网的可持续发展。