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龙羊峡水光互补运行机制的研究

文档名称:龙羊峡水光互补运行机制的研究
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上传者:romica
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
第36卷第3期
华北水利水电大学学报(自然科学版)
Vol 36 No
2015 4F 6 A Journal of North China University of Water Resources and Electric Power (Natural Science Edition) Jun. 2015
DOI:10.3969/j.is9n.1002-5634.2015.03.018
龙羊峡水光互补运行机制的研究
张娉,杨婷
(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,决西西安710065)
摘要:光伏发电出力存在间歇性、波动性和随机性等特点,大规模光电并网会对电网的安全稳定运行造成一-定的
影响.基于水力资源和太阳能辐射资源客观的互补性,首次提出了水光互补运行机制,研究了龙羊峡电站
水光互补的运行模式,为探索多种能源互补利用提供了理论基础.根据各种可能的补偿方式及其影响,拟
定了3种水光互补方案,并以推荐方案为例,说明水光互补运行方式的情况,并对水光互补的影响进行了
分析.研究分析结果表明,对电站来说,水光互补模式在技术上可行.2013年年底,全球最大的水光互补项
目ー一龙羊峡水光互补320MWP并网光伏电站建成发电,光伏电站与龙羊峡水电站成功联合运行,验证了
水光互补运行机制的合理性和有效性
关键词:龙羊峡水电站;水光互补;运行机制
中图分类号:TVT4;TM615
文献标识码:A
文章编号:1002-5634(2015)03-0076-06
光伏发电的出力存在间歇性、波动性和随机性到了典型示范作用,具有较高的理论及实践价值
等特点,又有昼夜更替的显著周期性,大规模光电并
网消纳及输送对电网建设、电源结构配置以及电站1水光互补的概念
运行方式、管理体制等方面提出了新的要求“,水
太阳能光伏发电随着日出、日落的昼夜变化,
电站具有运行灵活、启动迅速、较快适应负荷变动等春、夏、秋、冬的季节变化,天气和温度等的气候变
特点?,可对不稳定的电源进行补偿.鉴于大规模化,辐射量呈现不同的变化,致使光伏发电具有间歇
光电并网所带来的一些问题,基于水力资源及太阳性、波动性和随机性的特点.其间歇性、间歇时间随
能资源客观的互.补性,研究水光互补协调运行的机季节变化而变化,具有一定的规律性,受阴、雨、多云
制、理论及实践具有实际意义
等天气状况的影响,其出力日内具有波动性,但受天
青海省水电富集,调节性能好,太阳能资源丰气等影响的光伏发电出力波动明显小于昼夜交替引
富,水力资源的来水量和太阳能的辐射量从客观上起的波动.因而光伏发电最明显的特点是昼发夜停,
具有一定的互补性,利用水电站的调节性能与补偿光伏发电日出力的最大变化达100%,送入电网消
能力,与附近的光伏电站互补运行,可以弥补光伏发纳对电网安全稳定运行较为不利
电并网存在的波动性、间歇性等问题.位于青海省的
水力资源年际间存在来水量上的丰枯差别,年
龙羊峡水电站具有多年调节性能,利用该电站的调内水量也有丰水期和枯水期的周期性变化,但日水
节能力,对光伏电站的发电出力进行补偿,可促进稳量变化不大,尽管水力资源受天然来水的影响比较
定性较差的光电被电网消纳
大,但当水电站有一定的库容调节条件时,可根据库
文中首次提出了电站的水光互补运行机制,研容的大小来进行日、月及年水量的调节,经调节后的
究了疙羊峡水电站与光伏电站的互补运行方式,这水电站可满足电网的需求,启动迅速、运行灵活,适
对促进多种能源互补运行发展具有重要意义,并起合承担电网调峰、调频、调相及事故备用
收稿日期:2015-03
工程项目:黄河上游水电公司龙羊峡水光互补320MWp光伏并网发电可行性研究
作者简介:张娉(1974-),女,陕西韩城人,教授级高级工程师,主要从事可再生能源规划设计方面的研究
杨婷(1983-),女,陕西风翔人,工程师,主要从事可再生能源规划设计方面的研究
第36卷第3期
张娉,等:龙羊峡水光互补运行机制的研究
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由于光伏发电最不利的变化为日内出力的变区内,光伏发电同区距县城约12km,东距龙羊峡水
化.而具有调节能力的水电站基本具有日以上的调电站直线距离约30km,光伏电站装机容量为
节能力,可以通过水库在日内光伏发电出力大而系320MWp,多年平均发电量为4.98亿kW?h,装机
统需求小时减小水电站的出力,进行水库蓄水,在系年利用时间15565h.
统需求大而光伏发电出力小时水库放水发电,水电
该水光互补项目是以已建的龙羊峡水电站为依
与光电共同送出,以满足电力系统的需求,并保持目托,规划在共和县光伏发电园区内新建光伏电站,将
内水量的平衡,尽量不影啊水电站的发电效益.受水其以一回330kV线路接入龙羊峡水电站的空闲备
电站来水流量的影响,丰水期水量较大时,对于库容用出线间隔,并通过龙羊峡水库调节对光伏电站进
较小、调节能力较弱的水电站,电站将满出力运行,行补偿,2个电源组合后的电力电量利用龙羊峡水
因而对光伏电站无补偿能力.水电站对光伏电站的电站的送出通道送入电网
补偿能力受水电站来水流量、调节库容、装机容量等
龙羊峡水光互补项目,结合龙羊峡水电站设计
的影响,一般水电站枯水期的补偿能力大于丰水期时的定位及其发展変化,确定为以供电青海电网
的补偿能力.
为主.
水光互补则是利用具有日及以上调节能力水电
站的补偿能力,对距离其较近的光伏电站优先补偿4龙羊峡水光互补模式的理论研究
并借用水电站送出通道多余的送出能力,节省送出
根据各种可能的补偿方式及其影响,拟定3种
投资,以最终满足电网的电力需求,促进稳定性较差水光互补方案
的光伏发电电力电量为电网消纳,尽可能追求水电
方案一:对于光伏电站出力变化较大且难以满
站及光伏电站发电效益的最大化
足接入系统规定技术要求的状况时进行小幅度补
2水光互补的原则
偿,使光伏电站的出力尽可能平滑,以便较易为电力
系统消纳,
付于调节性能在年调节及以上的水电站与光伏
方案二:龙羊峡水电站和光伏电站组合为一个
电站互补运行,水光互补的原则为:在满足防洪、发电源,并经龙羊峡水电站对光伏电站进行补偿后,送
电、灌溉等综合利用要求的前提下,基本不影响年调人电网,并保持基荷出力200.0MW(互补前龙羊峡
节及以上的水电站承担系统的任务,遵循水量平衡水电站的基荷出力)不变
的原则,合理利用光伏电站的发电量
方案三:龙羊峡水电站和光伏电站组合为一个
日调节电站与位于其附近的光伏电站互补运行电源,并经龙羊峡水电站对光伏电站进行补偿后,送
的时间段主要以枯水期为主,丰水期日调节水电站入电网,考虑到光伏电站的最大出力可达到
基本满出力运行,承担系统的基荷.为满足系统的需320MW,基荷出力设定为320MW
要,低谷时有可能弃水调峰,已无能力对并网光伏电
无论何种互补方案,光伏电站与龙羊峡水电站
站进行补偿.但由于水电站与光伏电站共用送出线的电量均通过龙羊峡水电站的送出通道送出.从电
路(均由水电站的送出线路送出),相比单独建设的网负荷需求、增加系统调峰电量、电能质量、调度以
并网光伏电站,电力电量消纳的范同更广
及水电机组的安全稳定性方面综合考虑,推荐方案
3龙羊峡水光互补项目的概况
即水光互补后基荷出力仍维持为200.0MW的
方案
龙羊峡水光互补项目由龙羊峡
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