发电互补系统结构与容量配比的研究

工作带来较大的帮助。

【关键词】风电与燃气轮机 发电互补 容量配比

在电力企业的运营和日常生产过程中，在电力系统中风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比研究具有着着十分重要的意义，为了保证电力系统的合理运作，就必须采取相应的措施对其进行调整与科学的容量配比，而电力系统风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比就成为了维持电力行业规范正常运作的首要前提，以及使得电力系统经济调度效率有效提高的重要研究项目。随着各种影响条件下问题的不断呈现，对于电力工作的正常开展也带来了新的挑战和要求，然而，风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比不合理更是常见的影响因素之一，因此，对电力系统风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比的研究就更加具有实际的意义。

1 风电与燃气轮机发电互补系统

限制互补系统最优容量配比的基本条件，同时也是风电与燃气轮机发电互补系统结构，其主要分为以下几方面：

（1）由于高炉产生的煤气的储存难度比较大，在风电与燃气轮机发电互补系统实际运行时，燃机能够根据实际情况控制产生的煤气量，使其能在一定程度上对负荷运行的需要进行满足。在满足风电与燃气轮机发电互补系统需电量补充完成后，燃机剩余的发电量就可以供相关的公司自用电。

（2）为了保证系统的经济性得到保证，所以并不严格要求整个互补系统的出力一定要一直保持在一个较为恒定的稳定值上，这样也满足了现代电网调度的实际要求。风电与燃气轮机发电互补系统作为互补的发电系统，其第一步要解决的是风电与燃气轮机发电互补系统出力不要象风电场那样，产生非常快速而又剧烈的波动，这样的现象很难对其进行控制。在普遍情况下，对互补系统的出力要求其在一段时间内能够保持一个较为恒定的稳定值，这个恒定值根据系统的调度要求来产生。

（3）因为风电场出力具有一定的波动性，并且作为补偿出力的互补发电系统中的小型燃气轮机运行通常都处于部分负荷的工况下。在低负荷时燃气轮机的效率急剧下降，为了保证整个电力系统的系统经济性，所以，燃气轮机需要优先在效率较高一部分的负荷下运行。

（4）在一般情况下，风电场的所有机组全部都是无条件运行的，换一种角度也就是说，只要是在一定的机组许可运行风速范围内，互补系统中风电机组都可以无条件的进行发电工作，当然，排除机组本身的故障而停机的现象。不仅如此，在一些比较特殊的前提条件下，也能够单独的调节部分机组的出力，进而对整个互补系统出力的调度要求进行满足。这样一来，就可以保证在燃气轮机发电故障后，风电能够优先作为互补系统发电。

2 风电与燃气轮机发电互补系统容量配比

风电与燃气轮机发电互补系统容量配比方案的选取具有两种确定的方法：第一种是将风电场的相关系数以及总容量作为依据，进而确定总装机台数和规模；第二种是将燃气轮发电站的总装机台数和规模作为依据，进而确定风电场总装机的台数和规模。在本文中，将第一种方案作为风电与燃气轮机发电互补系统容量配比方案。

根据燃气轮机的内在运行机制，遵循40MW燃气机轮中表现出的符合运行曲线，一般设定40MW燃气机轮的最低负荷不能超过50%，这就意味着机轮的运行率必须保持在20-40MW之间，除此之外，还应该避免互补系统当中因燃气机轮的频繁启动而出现启停现象，此外，从经济效益方面考量，应该保证I号机组的运行时间在控制范围之内，这就要求根据其内部的运行规则以及风电场的内部出力来建立计量方程，从而计算出风电场中的处理，以及互补系统当中的出力状况以及各燃机轮机的处理状况。如表1所示：

根据单位时间内部所呈现出来的流风速，可看出风速在0-15m/s之内，那么所对应的风电场输出就变化就会呈现出相应的控制变化，如图1，2所示。

根据图表中的变化显示可以看出，流风速变化越大，那么风电场中的负荷变化也就越大。这样就可以在2台40MW的燃气机轮补偿风电场处理的波动后整合发电系统中的出力，如果互补系统中的处理可以在一定时间范围内保持稳定，那么就可以最终是实现稳定的负荷输出。如果风电场当中的处理出现波动，那么互补系统当中出力补偿就会表现出80MW以及120MW负荷工况。

除此之外，当风电场的出力正好在100MW和120MW之間进行波动变化，就可以保证机组整体的经济性。

3 结论

风电与燃气轮机发电互补系统的构建是整个电力系统生产运作过程中最为重要的因素，建立高技术性的风电与燃气轮机发电互补系统模式，不仅能够保证电力系统的稳定运行，还可以有效地降低企业的成本，提升企业的竞争能力。从电力企业方面来讲，相关管理层必须认识到风电与燃气轮机发电互补系统研究的各种问题，深刻了解到电力系统中的风电与燃气轮机发电互补系统构建对于电力企业重要性，实现风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比的规范化、制度化以及科学化。通过有效的电力系统风电与燃气轮机发电互补系统的运行，推动电力系统企业以及企业经济的稳定发展。

参考文献

[1]包能胜.胡光旺.倪维斗.风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比的研究[J].太阳能学报，2011（02）：189-195.

[2]许海斌.风电和燃气轮机互补发电[J].科协论坛（下半月），2013（12）：26-27.

作者单位

中电投电力工程有限公司 上海市 200093

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