美國(guó)得克薩斯州電力可靠性委員會(huì)在風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理方面的經(jīng)驗(yàn)和啟示_圖文

1、 第 35 卷 第 10 期 Tab. 3 級(jí)別 1級(jí) 2級(jí) 電 網(wǎng) 技 術(shù) 145 表 3 ERCOT 緊急電力消減計(jì)劃 ERCOT emergency electric curtailment plan 執(zhí)行條件 系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量 裕度小于 2 300 MW。 系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量 裕度小于 1 750 MW。 所有承擔(dān)旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的 負(fù)荷都被使用，電網(wǎng)頻率 不能恢復(fù)到 60 Hz。 電網(wǎng)頻率低于 59.5 Hz。 執(zhí)行方案 從 ERCOT 電網(wǎng)外請(qǐng)求功率 支援；通知可用機(jī)組啟動(dòng)。 通知承擔(dān)旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的 負(fù)荷用戶斷開負(fù)荷。 通知簽訂緊急可中斷 負(fù)荷服務(wù)合同的負(fù)荷 用戶斷開負(fù)荷。 漸進(jìn)甩掉電網(wǎng)

2、 20%的負(fù)荷。 14-15 表 4 ERCOT 電網(wǎng) 2008 年 2 月 26 日事件描述 Tab. 4 Description of ERCOT event on February 26， 2008 時(shí)刻 15:00 17:10 17:44 18:28 事件描述 風(fēng)電功率約 2 000 MW，之后 3.5 h 內(nèi)以 8 MW/min 的 平均速率持續(xù)下降，至 18:30 風(fēng)電功率約為 360 MW。 負(fù)荷約 31 600MW，之后的 1.5 h 內(nèi)以約 43 MW/min 的平均速率迅速爬升，至 18:41 負(fù)荷約 35 550 MW。 1 臺(tái)出力為 150MW 的常規(guī)機(jī)組因故障而停運(yùn)。

3、 向上平衡電量容量裕度下降至低于閾值；向上調(diào)節(jié) 輔助服務(wù)用完；ERCOT 調(diào)用非旋轉(zhuǎn)輔助備用服務(wù)， 并通知可快速啟動(dòng)的燃?xì)鈾C(jī)組開機(jī)。 18:33 18:41 18:49 18:52 20:08 21:40 系統(tǒng)頻率下降，其值低于 59.91Hz；ERCOT 的 LFC 程序自動(dòng)調(diào)用了 328MW 的機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量。 旋轉(zhuǎn)備用容量裕度下降至低于 1 750MW 的閾值， ERCOT 宣布進(jìn)入緊急電力消減計(jì)劃第 2 級(jí)。 ERCOT 通知所有承擔(dān)旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的負(fù)荷用戶 斷開負(fù)荷，10min 內(nèi)共計(jì) 1 108 MW 的負(fù)荷被斷開。 系統(tǒng)負(fù)荷恢復(fù)到 60.07 Hz。 ERCOT 宣布將緊急電力消

4、減計(jì)劃由第 2 級(jí)降至第 1 級(jí)。 ERCOT 宣布結(jié)束緊急電力消減計(jì)劃。 3級(jí) 4級(jí) 了北美各調(diào)度機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注 。 當(dāng)時(shí) ERCOT 電網(wǎng)在區(qū)域市場(chǎng)模式下運(yùn)行，各 風(fēng)電場(chǎng)的短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)由其自行提供，并在運(yùn) 行計(jì)劃中上報(bào)。 2008 年 2 月 26 日下午至傍晚時(shí)段， ERCOT 電網(wǎng)經(jīng)歷了大規(guī)模風(fēng)電功率減小的事件， 而各風(fēng)電場(chǎng)上報(bào)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)存在較大誤差。雖 然負(fù)荷于 17:10 開始迅速爬升，且 1 臺(tái)常規(guī)機(jī)組于 17:44 因故障停運(yùn)，ERCOT 的時(shí)前安全校核程序仍 P/GW 1.2 0.8 0.4 電網(wǎng)頻率 60.1 60.0 59.9 59.8 19:30 電網(wǎng)頻率/Hz

5、 然判定 18:0019:00 系統(tǒng)發(fā)電容量充足。18:00 開 始，系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量裕度和電網(wǎng)頻率急速下降， 致使 ERCOT 于 18:41 宣布執(zhí)行緊急電力消減計(jì)劃 第 2 級(jí)。事實(shí)上，當(dāng)時(shí)為節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)模式而設(shè)計(jì)的集 中式短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在線運(yùn)行，并作出 了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，只是沒有在調(diào)度運(yùn)行中使用。該事件 發(fā)生后，ERCOT 決定在區(qū)域市場(chǎng)模式運(yùn)行中采用 該集中式預(yù)測(cè)系統(tǒng)。圖 5 顯示了該事件中負(fù)荷、風(fēng) 電功率預(yù)測(cè)與實(shí)際輸出的情況。該事件描述如表 4 所示。 圖 6 給出了該事件中電網(wǎng)頻率變化、LFC 程序 自動(dòng)調(diào)用的機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用和調(diào)度員調(diào)用的負(fù)荷旋 轉(zhuǎn)備用情況?？梢钥闯?，承擔(dān)旋轉(zhuǎn)備用服

6、務(wù)的負(fù)荷 及時(shí)響應(yīng)對(duì)捕捉電網(wǎng)頻率下降起到了非常關(guān)鍵的 作用。 風(fēng)電預(yù)測(cè)功率/GW， 風(fēng)電實(shí)際輸出功率/GW 2 時(shí)前運(yùn)行計(jì)劃中 的風(fēng)電功率預(yù)測(cè) 負(fù)荷 調(diào)度員調(diào)用的 負(fù)荷旋轉(zhuǎn)備用 自動(dòng)調(diào)用的 機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用 0.0 18:00 19:00 18:30 18:41 18:49 時(shí)刻 圖 6 ERCOT 電網(wǎng) 2008 年 2 月 26 日事件中的 電網(wǎng)頻率變化、調(diào)用的機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用與負(fù)荷旋轉(zhuǎn)備用 Fig. 6 System frequency and deployed responsive reserve provided by generating units and load resources

7、in ERCOT event on February 26, 2008 5 結(jié)論 1）ERCOT 通過多次 SCUC 計(jì)算，反復(fù)校核調(diào) 整開機(jī)方式，保障了實(shí)時(shí)運(yùn)行中可調(diào)備用容量的充 裕，從而安全應(yīng)對(duì)風(fēng)電出力的隨機(jī)波動(dòng)和反調(diào)峰， 最大程度地消納風(fēng)電。國(guó)內(nèi)有關(guān)網(wǎng)、省調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng) 高度重視日前對(duì)開機(jī)方式的優(yōu)化安排以及運(yùn)行中 對(duì)備用容量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 36 35 34 負(fù)荷/GW 2）ERCOT 進(jìn)行 SCUC 和 SCED 計(jì)算時(shí)，都引 入了最新的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果，以充分考慮風(fēng)電出 力的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)機(jī)組的調(diào)度調(diào)整。國(guó)內(nèi)有關(guān) 網(wǎng)、省調(diào)度機(jī)構(gòu)也應(yīng)將風(fēng)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果切實(shí)應(yīng)用 到對(duì)開機(jī)方式安排和實(shí)時(shí)調(diào)度調(diào)整的決策支持中。 1 日前集中 式風(fēng)電功 率預(yù)測(cè) 風(fēng)電功率 實(shí)際輸出 33 32 21:00 31 23:00 0 15:00 17:00 19:00 18:41 時(shí)刻 3）ERCOT 電網(wǎng)中各風(fēng)電場(chǎng)為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電功率預(yù) 測(cè)提供了背景、運(yùn)行和檢修 3 類信息，因涉及經(jīng)濟(jì) 利益，故信息的可信性和時(shí)效性都非常高，從輸入 數(shù)據(jù)方面保證了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的精度。國(guó)內(nèi)有關(guān) 網(wǎng)、省調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)重視風(fēng)電場(chǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息接 圖5 ERCOT 電網(wǎng) 2008 年 2 月 26