CN109768580A - 一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抽水蓄能电站大规模消纳新能源技术领域，尤其涉及一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案。包括以下步骤：步骤(1)，通过气象技术获得风电功率预测数据，并实时采集风电场发电量P1；步骤(2)，实时采集和监控电网的负荷P2和常规电厂的发电量P3；步骤(3)，实时监测抽水蓄能电站上水库库容V1、下水库库容V2，地下厂房安装四台单机容量为P4的混流可逆式水泵水轮发电电动机组，预置一台单机容量为P4的备用水泵机组，同时修一条从下水库经厂房到上水库的备用输水管道；步骤(4)，建立风电场‑抽水蓄能电站联合运行实时监测系统。本发明利用风电场与抽水蓄能电站联合运行的模式减小了风电波动对电网的影响，可以直接大规模消纳风电新能源，并且提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及抽水蓄能电站大规模消纳新能源技术领域，尤其涉及一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案。
背景技术
抽水蓄能电站是一种结合了抽水和发电两类设施的水电站，其具有在抽水工况和发电工况转换的优点，是一种可以消纳电能的水电站，抽水蓄能电站与传统水电站相比有如下优点：启停快速、灵活，可承担电网调频、调相、紧急事故备用和黑启动等任务，大大提高了电网的供电质量和供电可靠性，改善电网的运行条件。
由于风电、光伏发电出力具有随机波动性和间歇性的特点与电力系统用电负荷特性呈现较大差异，风电和光电的并网会给电网带来冲击，对电网调峰能力提出较高要求，因此风光能量的储存再利用是极为必要的。一种风力水力联合发电系统[208396864U]将风力发电机与水力发电机结合在一起，解决有风力随机性对电网所带来的影响，但不能解决风电场弃荷的问题，本发明利用风电场与抽水蓄能电站联合运行的模式减小了风电波动对电网的影响，可以直接大规模消纳风电新能源，并且提高了经济效益。
发明内容
一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，包括以下步骤：
步骤(1)，通过气象技术获得风电功率预测数据，并实时采集风电场发电量P1；
步骤(2)，实时采集和监控电网的负荷P2和常规电厂的发电量P3；
步骤(3)，实时监测抽水蓄能电站上水库库容V1、下水库库容V2，地下厂房安装四台单机容量为P4的混流可逆式水泵水轮发电电动机组，预置一台单机容量为P4的备用水泵机组，同时修一条从下水库经厂房到上水库的备用输水管道；
步骤(4)，建立风电场-抽水蓄能电站联合运行实时监测系统。
低谷用电时，此时能量关系P1+P3>P2，抽水蓄能电站的常备机组投入抽水工况，优先消纳风电场输出的电量，抽水蓄能电站消纳的电量即为P1+P3-P2，若此时P2>P3则风电场上网的电量应为P2-P3；若此时P2<P3则风电场发电量P1全部供给抽水蓄能电站消纳，且抽水蓄能电站同时会消纳常规电厂的电量P3-P2。
平段用电时，若P1>0.1P2(即风电场发电量占电网总电量的比重超过10％)，则启动抽水蓄能电站的机组消纳风电场输出的超过比重的电量，消纳的电量即为P1-0.1P2。
高峰用电时，P1+P3<P2，抽水蓄能电站的常备机组投入发电工况，使P1+P3+xP4＝P2，并且可针对风电并网造成的波动进行调相调频；若此时P1>0.1P2(即风电场发电量占电网总电量的比重超过10％)，则启动抽水蓄能电站的备用水泵机组消纳风电场输出的超过比重的电量，消纳的电量即为P1-0.1P2。
本发明的有益效果：
(1)可以大大减少区域弃风；
(2)平滑风电场的输出，避免了风电光伏对电网的直接冲击，提高新能源的供电可靠性，优化电源结构；
(3)将风电场在低谷时段所发的廉价电能转化为高峰时段的稀缺电能,带来能量转化的经济效益；
(4)使火电出力平衡，降低煤耗，能够有效地节约煤炭等非可再生能源,减少了烟尘、二氧化碳、一氧化碳、氯化氮及大量废弃物对环境的污染和破坏，具有较高的环境效益。
附图说明
图1为本发明判断过程图；
图2为本发明的A工况调度过程示意图；
图3为本发明的B工况调度过程示意图；
图4为本发明的C工况调度过程示意图；
图5为本发明的D工况与E工况调度过程示意图；
图6为本发明的F工况调度过程示意图；
图7为本发明的电站内部结构改进示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构，且附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际工程的尺寸。
如图1所示，一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，包括以下步骤：步骤1，通过气象技术获得风电功率预测数据，并实时采集风电场发电量P1。采集到的信号中包括：风力发电机正常运行时的输出功率和发电量。
步骤2，实时采集和监控电网的负荷P2和常规电厂的发电量P3。
步骤3，实时监测抽水蓄能电站上水库库容V1、下水库库容V2，地下厂房安装四台单机容量为P4的混流可逆式水泵水轮发电电动机组，预置一台单机容量为P4的备用水泵机组，同时修一条从下水库经厂房到上水库的备用输水管道。
步骤4，建立风电场-抽水蓄能电站联合运行实时监测系统。
低谷用电时，此时能量关系P1+P3>P2，若此时P2<P3则常规机组投入抽水A工况；若此时P2>P3且P1<0.1P2则常规机组投入抽水B工况；若此时P2>P3且P1>0.1P2则常规机组投入抽水C工况。
平段用电时，若P1>0.1P2(即风电场发电量占电网总电量的比重超过10％)，则启动抽水蓄能电站的机组消纳风电场输出的超过比重的电量，消纳的电量即为P1-0.1P2。
高峰用电时，P1+P3<P2，抽水蓄能电站的常备机组投入发电工况，使P1+P3+xP4＝P2，并且可针对风电并网造成的波动进行调相调频，若此时P1>0.1P2(即风电场发电量占电网总电量的比重超过10％)，则常规机组投入发电D工况，备用水泵机组投入抽水E工况；若此时P1<0.1P2，则常规机组投入发电F工况即可。
所述常规机组投入抽水A工况，风电场发电量P1全部供给抽水蓄能电站消纳，且抽水蓄能电站同时会消纳常规电厂的电量为P3-P2。
所述常规机组投入抽水B工况，抽水蓄能电站消纳风电场的电量应为P1+P3-P2，风电场上网的电量应为P2-P3。
所述常规机组投入抽水C工况，抽水蓄能电站直接消纳风电场的电量为P1-0.1P2，风电场上网的电量应为0.1P2，消纳电网中的电量为P3-0.9P2。
所述常规机组投入发电D工况且备用水泵投入抽水E工况，抽水蓄能电站水泵机组消纳的风电场的电量为P1-0.1P2，故风电场上网的电量为0.1P2,抽水蓄能电站常规机组发出的电量应为0.9P2-P3。
所述常规机组投入发电F工况，抽水蓄能电站常规机组发出的电量应为P2-P3-P1。
最后说明的是，尽管根据有限数量的实施例描述本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员应当理解，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和宗旨的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说，许多修改和变更是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，通过气象技术获得风电功率预测数据，并实时采集风电场发电量P1；
步骤(2)，实时采集和监控电网的电能量P2和常规电厂的发电量P3；
步骤(3)，实时监测抽水蓄能电站上水库库容V1、下水库库容V2，地下厂房安装四台单机容量为P4的混流可逆式水泵水轮发电电动机组，预置一台单机容量为P4的备用水泵机组，同时修一条从下水库经厂房到上水库的备用输水管道；
步骤(4)，建立风电场-抽水蓄能电站联合运行实时监测系统。
2.根据权利要求1所述的一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，其特征在于，低谷用电时，此时能量关系P1+P3>P2，抽水蓄能电站的常备机组投入抽水工况，优先消纳风电场输出的电量，抽水蓄能电站消纳的电量即为P1+P3-P2，若此时P2>P3则风电场上网的电量应为P2-P3；若此时P2<P3则风电场发电量P1全部供给抽水蓄能电站消纳，且抽水蓄能电站同时会消纳常规电厂的电量P3-P2。
3.根据权利要求2所述的一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，其特征在于，平段用电时，若P1>0.1P2（即风电场发电量占电网总电量的比重超过10%），则启动抽水蓄能电站的机组消纳风电场输出的超过比重的电量，消纳的电量即为P1-0.1P2。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，其特征在于，高峰用电时，P1+P3<P2，抽水蓄能电站的常备机组投入发电工况，使P1+P3+xP4=P2，并且可针对风电并网造成的波动进行调相调频；若此时P1>0.1P2（即风电场发电量占电网总电量的比重超过10%），则启动抽水蓄能电站的备用水泵机组消纳风电场输出的超过比重的电量，消纳的电量即为P1-0.1P2。
5.根据权利要求4所述的一种适用于抽水蓄能电站大规模消纳风电的调度方案，其特征在于，对抽水蓄能电站进行改造，于地下厂房预置一台单机容量为P4的备用水泵机组，同时修一条从下水库经厂房到上水库的备用输水管道，使得在电站可以同时工作在发电D工况和抽水E工况。
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| CN113824148A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-21 | 阳光电源股份有限公司 | 一种发电系统及其控制方法 |
| CN115759421A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-07 | 国网新源控股有限公司 | 全功率变频抽蓄与风电联合供电优化配置系统及方法 |
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