水電對(duì)間歇性風(fēng)電與光伏發(fā)電的調(diào)節(jié)補(bǔ)償性能研究

可再生能源發(fā)電得到世界各國(guó)的重視，我國(guó)可再生能源水電、風(fēng)電與光伏發(fā)電的裝機(jī)容量居世界前列。研究主要集中于水電對(duì)間歇性風(fēng)電與光伏發(fā)電的調(diào)節(jié)與補(bǔ)償工作，所結(jié)合的地區(qū)為西北地區(qū)，特別是青海地區(qū)。西北地區(qū)具有豐富的水電資源、光照資源與風(fēng)力資源，也是我國(guó)綠色可再生能源開(kāi)發(fā)最集中的地區(qū)。鑒于風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、不穩(wěn)定性及非連續(xù)性，必須利用其它電源對(duì)其調(diào)節(jié)補(bǔ)償，水電就是性能優(yōu)越的調(diào)節(jié)補(bǔ)償電源。研究收集了黃河上游34座水電站、漢水上4座梯級(jí)電站的資料及河段水文資料，收集了青海地區(qū)的間歇性電力發(fā)展資料；建立了黃河水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度計(jì)算的模型、水電可調(diào)節(jié)電量的理論模型；計(jì)算獲得了黃河梯級(jí)逐月的水電調(diào)峰比例、可調(diào)節(jié)電量，以及漢水的可調(diào)節(jié)電量，為進(jìn)行水電對(duì)風(fēng)電與光伏發(fā)電的調(diào)節(jié)補(bǔ)償分析提供了基礎(chǔ)。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，可近似按月平均資料計(jì)算可調(diào)節(jié)電量；根據(jù)地區(qū)電力發(fā)展規(guī)劃，估算了不同發(fā)展時(shí)期的負(fù)荷曲線、間歇性電力的出力曲線，并針對(duì)豐水年、平水年和枯水年，設(shè)定間隙性電力全部入網(wǎng)，分配了各種電力成份在等效負(fù)荷曲線中的位置和作用，分析了水電的調(diào)節(jié)補(bǔ)償作用，分析表明，風(fēng)光水組合電源情況下，其調(diào)節(jié)能力顯著增大，通過(guò)全網(wǎng)風(fēng)、光、水、火綜合調(diào)度，充分證明了水電的調(diào)峰作用和承擔(dān)基荷的作用，由此可以發(fā)現(xiàn)水電站群是否具有足夠的能力調(diào)節(jié)峰谷差、定間歇性電力的棄電程度，這為抽水蓄能的發(fā)展提供了數(shù)據(jù)參考；理論上比較了不同節(jié)點(diǎn)接入風(fēng)光的并網(wǎng)極限容量；結(jié)合電網(wǎng)的不同負(fù)荷水平，系統(tǒng)地對(duì)多電源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式進(jìn)行了研究，獲得了風(fēng)電、光電、火電、水電的度電經(jīng)濟(jì)效益和綜合經(jīng)濟(jì)效益，可為電力建設(shè)提供參考；為促進(jìn)間歇性電力的直接消耗，提出、總結(jié)了若干種間歇性電源與水電直接相結(jié)合的方式和布置方案，可結(jié)合既有水電站，也可應(yīng)用于新建水電站。研究證實(shí)，水電與間歇性電力的調(diào)節(jié)、互補(bǔ)與結(jié)合，可有力地促進(jìn)我國(guó)可再生能源的發(fā)展。

可再生能源的開(kāi)發(fā)利用是能源發(fā)展的方向。梯級(jí)水電站群因?yàn)槠渚薮蟮膬?chǔ)蓄能力和良好的調(diào)節(jié)性能，可以對(duì)間歇性風(fēng)電、光伏發(fā)電的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用提供有力的支撐。本研究將結(jié)合西北地區(qū)富集水能、光能及風(fēng)能資源的特點(diǎn)，依托黃河上游梯級(jí)水電站群，研究水電對(duì)間歇性風(fēng)電、光伏發(fā)電的調(diào)節(jié)補(bǔ)償性能，為此，將研究建立梯級(jí)水電站群調(diào)度及調(diào)峰模型，區(qū)域風(fēng)電、光伏發(fā)電輸出功率預(yù)測(cè)模型，負(fù)荷分配優(yōu)化模型，從而構(gòu)建出水電與間歇性電力之間的耦合互補(bǔ)框架，以增強(qiáng)和優(yōu)化水電的補(bǔ)償性能，平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，平穩(wěn)其波動(dòng)出力過(guò)程，增大入網(wǎng)率；結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃，計(jì)算黃河上游水電群對(duì)本區(qū)域間歇性電力的極限支持能力，分析風(fēng)、光、水電在電力系統(tǒng)中的合理比例；此外，為平衡間歇性電力的多余出力，將進(jìn)一步研究?jī)?chǔ)能模式、估算蓄能容量。本研究將有益于重新定位、認(rèn)識(shí)水電的作用，有益于我國(guó)基地式大規(guī)模開(kāi)發(fā)水電、間歇性風(fēng)電和光伏發(fā)電。

補(bǔ)償調(diào)節(jié)是通過(guò)預(yù)測(cè)干擾，用補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行調(diào)節(jié)。廣播電視節(jié)目系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)，在制作節(jié)目時(shí)間表和具體排定節(jié)目時(shí)都會(huì)大量地運(yùn)用這種調(diào)節(jié)方式。如每年實(shí)行夏時(shí)制時(shí)，南方的許多電臺(tái)、電視臺(tái)對(duì)節(jié)目時(shí)間表大都要進(jìn)行較大的調(diào)整。

中文名稱

補(bǔ)償調(diào)節(jié)

英文名稱

compensating regulation

定　　義

根據(jù)電力系統(tǒng)的需要，在各水電站水庫(kù)之間進(jìn)行相互補(bǔ)償?shù)膹搅髡{(diào)節(jié)。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水力發(fā)電（二級(jí)學(xué)科），水能利用（三級(jí)學(xué)科）

包括徑流（電力）補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算和反調(diào)節(jié)計(jì)算。

徑流（電力）補(bǔ)償調(diào)節(jié)計(jì)算 的目的在于擴(kuò)大庫(kù)群總的供水、供電能力。以被補(bǔ)償水庫(kù)（電站）的徑流缺額為補(bǔ)償目標(biāo)的調(diào)節(jié)稱徑流補(bǔ)償。以被補(bǔ)償電站的出力缺額為補(bǔ)償目標(biāo)的調(diào)節(jié)稱電力補(bǔ)償。通常，將其中調(diào)節(jié)性能高的、規(guī)模大的、任務(wù)單純的水庫(kù)（電站）作為補(bǔ)償水庫(kù)（電站），而以調(diào)節(jié)性能差、用水部門(mén)多的水庫(kù)作為被補(bǔ)償水庫(kù)（電站），考慮不同水文特性和庫(kù)容進(jìn)行補(bǔ)償。計(jì)算時(shí)，可先對(duì)各被補(bǔ)償水庫(kù)按其本身要求的運(yùn)行方式采用時(shí)歷法進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，求得發(fā)電出力或供水量過(guò)程，再以庫(kù)群總的替代容量（保證出力）或供水量最大為原則，逐時(shí)段對(duì)各補(bǔ)償水庫(kù)進(jìn)行試算，解出其相應(yīng)的補(bǔ)償出力或供水量過(guò)程。

反調(diào)節(jié)計(jì)算

反調(diào)節(jié)計(jì)算，指下游水庫(kù)對(duì)上游水庫(kù)（電站）泄流再調(diào)節(jié)而進(jìn)行的計(jì)算。上游水電站因擔(dān)負(fù)日調(diào)節(jié)使泄放的非恒定流不能滿足下游河道航運(yùn)和引水要求，或上游水庫(kù)因本身任務(wù)要求（如發(fā)電）使下泄過(guò)程不能適應(yīng)其他部門(mén)需水過(guò)程（如灌溉）時(shí)，均需在其下游設(shè)置反調(diào)節(jié)水庫(kù)進(jìn)行這類調(diào)節(jié)。通常多以上游水庫(kù)（電站）的泄量過(guò)程為入流，以滿足下游有關(guān)部門(mén)要求的需水過(guò)程為出流，進(jìn)行逐時(shí)水量平衡計(jì)算，以推求所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容。若給定調(diào)節(jié)庫(kù)容，可仿此求出能盡量滿足下游要求的供水過(guò)程。

《風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制》由朱永強(qiáng)、遲永寧、李琰編著，《風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓控制》主要講述風(fēng)電場(chǎng)的有功、無(wú)功和電壓特性，主要討論無(wú)功補(bǔ)償?shù)念愋秃脱a(bǔ)償方案及電壓穩(wěn)定性和電壓控制。全書(shū)共分為7章，涵蓋風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展與趨勢(shì)，風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行，有功與無(wú)功、電壓特性和穩(wěn)定性，無(wú)功補(bǔ)償和方案設(shè)計(jì)，電壓控制技術(shù)，低電壓穿越技術(shù)，海上風(fēng)電等。