CN103259288B - 一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法，包括：计算无风电参与平衡时系统的燃料消耗量；计算有风电参与平衡时系统的燃料消耗量；计算有风电后比无风电时系统节约的燃料量，折合为可发电量，计算调峰效率。本发明所述常规电源为风电调峰经济性的评估方法，可以克服现有技术中经济代价大和应用效果差等缺陷，以实现经济代价小和应用效果好的优点。

Description

一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法。

背景技术

目前，风力发电在国内外已经成为发展最快的可再生能源发电方式之一。与常规的水力发电、火力发电等发电方式相比，风力发电最根本的不同点在于其有功出力的随机性和不可控性。这一天然特点决定了风电并网运行时，必须由其他常规电源为其有功出力提供补偿调节，以保证对用电负荷持续、可靠、安全地供电。这种对风电有功出力的补偿调节，可以看成对负的负荷波动的跟踪，也就是我们所说的对风电的“调峰”。

一个电网能够接纳的并网风电的多少受诸多因素的影响，其中，电网可为风电提供的“调峰”能力大小是最根本的制约因素之一。国内目前受电网调峰能力限制导致的弃风现象时有发生。

常规电源为风电调峰时，需要付出一定的经济代价。建立调峰等辅助服务的合理补偿机制，对于发挥电网的调峰积极性和能力具有重要意义。现有研究主要集中在调峰能力大小的计算方法上，对于风电调峰经济性的计算方法很少涉及。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在经济代价大和应用效果差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法，以实现经济代价小和应用效果好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法，包括：

a、计算无风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

b、计算有风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

c、计算有风电后比无风电时系统节约的燃料量，折合为可发电量，计算调峰效率。

进一步地，所述步骤a具体包括：

根据无风电时，满足系统电力电量平衡的常规机组的运行情况，计算出系统的燃料消耗量。

进一步地，所述根据无风电时，满足系统电力电量平衡的常规机组的运行情况，计算出系统的燃料消耗量的操作，具体包括：

根据火电的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。

进一步地，所述步骤b具体包括：

有风电后，根据火电新的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。

进一步地，所述步骤c具体包括：

根据步骤a和步骤b的计算结果，计算出节约的燃料量，根据发电单耗，折合为可发电量，根据下面的公式（1）和公式（2），计算调峰效率：

（1）；

（2）；

在公式（1）和公式（2）中：η为调峰效率；△R为有风电后，系统节约燃料量；

R1为无风电时，系统节约燃料量；R2为有风电时，系统节约燃料量；d为单位电量燃料耗量；A为风电系统接纳的风电电量。

本发明各实施例的常规电源为风电调峰经济性的评估方法，由于包括：计算无风电参与平衡时系统的燃料消耗量；计算有风电参与平衡时系统的燃料消耗量；计算有风电后比无风电时系统节约的燃料量，折合为可发电量，计算调峰效率；可以对常规电源为风电调峰经济性进行直观评估；从而可以克服现有技术中经济代价大和应用效果差的缺陷，以实现经济代价小和应用效果好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明常规电源为风电调峰经济性的评估方法的流程示意图；

图2为某类型火电机组煤耗曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1和图2所示，提供了一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法。该常规电源为风电调峰经济性的评估方法，提出了“调峰效率”的概念对常规电源为风电调峰经济性进行直观评估。“调峰效率”指电源为风电调峰后，节约燃料（煤、水、燃气等）量对应的可发电量一般会少于接纳的风电电量，两者之间的比值我们称之为该电源为风电的“调峰效率”。

参见图1，在本实施例的常规电源为风电调峰经济性的评估方法中，“调峰效率”的计算包括以下步骤：

步骤1：计算无风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

根据无风电时，满足系统电力电量平衡的常规机组的运行情况，计算出系统的燃料消耗量。例如根据火电的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。

步骤2：计算有风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

有风电后，由于风电的节能效益，常规电源的燃料消耗总量减少。但由于风电需要调峰，对常规电源的运行工况带来影响。例如，火电的负荷率会降低，煤耗率会上升。根据火电新的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。

步骤3：计算有风电后比无风电时系统节约的燃料量，折合为可发电量，计算“调峰效率”。

在步骤3中，根据步骤1、2的计算结果，计算出节约的燃料量，根据发电单耗，折合为可发电量，根据下面的公式（1）和公式（2），计算“调峰效率”。

“调峰效率”的计算表达式如下：

（1）；

（2）。

在公式（1）和公式（2）中：

η---调峰效率；

△R---有风电后，系统节约燃料量；

R1---无风电时，系统节约燃料量；

R2---有风电时，系统节约燃料量；

d---单位电量燃料耗量；

A---风电系统接纳的风电电量。

图2显示了某类型火电机组煤耗曲线，随着火电出力率的降低，火电煤耗率逐步上升，当火电机组运行在50%额定负荷时，煤耗率是额定负荷时的1.14倍。表1为具体煤耗率值。

表1：某类型火电机组煤耗率

。

以某风电系统为例，无风电时（出力为0），风电系统火电开机容量为P，火电出力率0.9，对应的煤耗率为1.02。有风电后，风电出力0.1P，持续时间h，此时，火电机组压出力为风电调峰，火电出力率0.8，对应的煤耗率为1.04。则火电机组为风电调峰的“调峰效率”大小如下：

⑴计算无风电时，火电机组的煤耗量：

R1=P×0.9×h×1.02=0.918×P×h；

⑵计算有风电时，火电机组的煤耗量：

R2=P×0.8×h×1.04=0.832×P×h；

⑶计算有风电后，火电机组节约的煤量：

△R=R1-R2=0.918×P×h-0.832×P×h=0.086×P×h；

⑷火电机组节约的煤量可发电量：

△R÷d=0.086×P×h÷1.02=0.0843×P×h；

⑸风电发电量A=0.1P×h=0.1×P×h；

⑹调峰效率η=（0.0843×P×h）÷（0.1×P×h）=84.3%。

根据计算结果，上述情况下，火电机组为风电调峰的“调峰效率”为84.3%。亦即火电为风电调峰时由于煤耗的升高而等效损耗15.7%的风电电量。

应用本发明上述各实施例提出的常规电源为风电调峰经济性的评估方法，可以设置出不同类型机组为风电提供不同程度调峰时的“调峰效率”，为调峰辅助服务的合理补偿机制的建立提供参考。

综上所述，本发明上述各实施例的常规电源为风电调峰经济性的评估方法，提出了“调峰效率”的概念对常规电源为风电调峰经济性进行直观评估，并给出了“调峰效率”的具体计算方法和公式，其计算过程简洁、表示方法直观，可为调峰辅助服务的合理补偿机制的建立提供参考。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种常规电源为风电调峰经济性的评估方法，其特征在于，包括：

a、计算无风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

b、计算有风电参与平衡时系统的燃料消耗量；

c、计算有风电后比无风电时系统节约的燃料量，折合为可发电量，计算调峰效率；

所述步骤a具体包括：

根据无风电时，满足系统电力电量平衡的常规机组的运行情况，计算出系统的燃料消耗量；

所述步骤c具体包括：

根据步骤a和步骤b的计算结果，计算出节约的燃料量，根据发电单耗，折合为可发电量，根据下面的公式(1)和公式(2)，计算调峰效率：

$\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\Δ}R+d}{A}---\left(1\right);$

ΔR＝R1-R2(2)；

在公式(1)和公式(2)中：η为调峰效率；△R为有风电后，系统节约燃料量；

R1为无风电时，系统节约燃料量；R2为有风电时，系统节约燃料量；d为单位电量燃料耗量；A为风电系统接纳的风电电量。

2.根据权利要求1所述的常规电源为风电调峰经济性的评估方法，其特征在于，所述根据无风电时，满足系统电力电量平衡的常规机组的运行情况，计算出系统的燃料消耗量的操作，具体包括：

根据火电的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。

3.根据权利要求1或2所述的常规电源为风电调峰经济性的评估方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：

有风电后，根据火电新的运行位置，通过煤耗曲线确定火电的煤耗率，再根据火电的发电量计算出火电的煤耗量。