大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)規(guī)劃和運(yùn)行技術(shù)研究

    應(yīng)用所建立的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電可靠性模型可以進(jìn)行含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬和風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估工作。
1.3 含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬
    對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行而言，風(fēng)電場(chǎng)可以節(jié)約常規(guī)機(jī)組燃料、減少發(fā)電廠(chǎng)污染物排放和替代部分常規(guī)發(fā)電機(jī)組容量。因此采用風(fēng)力發(fā)電后，在滿(mǎn)足相同負(fù)荷要求的條件下電力公司在常規(guī)能源方面的費(fèi)用將減少，所減少的費(fèi)用稱(chēng)為可避免費(fèi)用(Avoided Cost)。通過(guò)對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬，可以計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的可避免費(fèi)用。
    可避免費(fèi)用是并網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)的綜合度量，也是評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)的重要指標(biāo)。
2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行研究
    相對(duì)于常規(guī)發(fā)電廠(chǎng)，風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行中具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)，其一是風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般采用異步發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行時(shí)需要從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率來(lái)建立磁場(chǎng)，從而使大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行后對(duì)局部電網(wǎng)的電壓水平有明顯的影響；其二是由于風(fēng)速為隨機(jī)變化的量，使得風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率具有波動(dòng)性，從而將影響局部電網(wǎng)的電能質(zhì)量。為定量計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)在以上兩方面的不良影響，本文進(jìn)行了如下研究工作，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算程序。
2.1 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響
    研究風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響，需要對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，關(guān)鍵是正確處理風(fēng)電場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型。
    電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的任務(wù)是求解系統(tǒng)在給定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與參數(shù)、各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)功率和發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)出力條件下的運(yùn)行狀態(tài)，包括所有節(jié)點(diǎn)的電壓和支路的功率。在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)被劃分為三種類(lèi)型，即PV節(jié)點(diǎn)、PQ節(jié)點(diǎn)和Vθ節(jié)點(diǎn)。然而對(duì)風(fēng)電場(chǎng)而言，由于其節(jié)點(diǎn)電壓取決于系統(tǒng)電壓，機(jī)組本身從系統(tǒng)吸收的無(wú)功以及機(jī)端電容器補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功又均和系統(tǒng)電壓相關(guān)，因此在潮流求解之前風(fēng)電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓和吸收的無(wú)功功率均為未知量。換言之，在潮流計(jì)算中風(fēng)電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)不能簡(jiǎn)單地處理為PV節(jié)點(diǎn)或PQ節(jié)點(diǎn)。