河谷风电基地风电波动特征分析江浩

河谷风电基地风电波动特征分析江浩

(西昌飓源风电开发有限公司四川省西昌市615000)

摘要:以中尺度气象模式(weatherresearchandforecasting,WRF)结合气象站和多个测风塔同步观测资料校准,风电可信容量系数以及风电峰谷系数等关键风电参数的区域同步波动特性,比较了不同大小范围的各项参数指标的差异。

关键词:河谷风电基地;电波动;特征

引言

四川省风能资源理论储量为8835万kW,是全国风能资源较少的地区。全省有效风能资源由西往东逐渐减少,盆地内最为贫乏。风能资源主要分布在川西高原和盆周山区,海拔高度1000m~3000m,这两个区域50m高度多年平均风速均在5m/s以上。其中凉山州黄联关河谷地带风能资源较好,选取安宁河谷风电场进行数据研究分析。

一、精细数值模拟和数据处理

2.1区域大小对风电容量系数的影响

采用式(4),分别对上述3个区域研究年度(2009年9月1日—2010年8月31)的逐小时风电容量系数进行计算,冬夏季典型月份(2010年1月和2010年7月)CF逐小时变化(图7),可以发现,范围最大的区域1的逐时CF变化幅度最小,而范围最小的区域3的逐时CF变化幅度最大,这种差异在冬季的1月份比夏季的7月份更为显著,说明CF波动幅度随区域范围增大明显降低。进一步分析CF的年内各月和年平均日内逐时变化特征,图8给出了3个区域CF的年内各月和年平均日内逐时变化曲线及其相应的平均风速曲线,可以看出,3个区域CF的年内各月变化和日内逐时变化趋势均十分相似,并与平均风速的波动趋势有较好的一致性。

采用式(5)对3个区域风电容量系数逐小时变化值(CF)进行计算,图9显示了1月和7月CF逐小时序列,和CF时序特征类似,无论在1月和7月,CF变化幅度仍是范围较小的区域3最大,范围较大的区域1最小。表4给出了CF的年度统计值,区域1、区域2、区域3的年平均|CF|分别为0.025、0.032和0.043,区域越大风电容量系数的小时变化幅度越小;从风电容量系数的小时变化极端工况角度分析,本研究的CF理论极值为±0.75,若区域出现接近或达到理论极值,即表示该区域的风电场群在1h内发生从零到满发或从满发到零的极端工况,从而对电网造成巨大冲击。可见风电规划、调度的区域范围扩大,可以有效增加风电的稳定性。

2.2风电容量系数的时间变化对电网负荷的影响

从图11所示的CF年内各月变化来看,3月和8月是相对大值月份,12、7月为小值月份,结合各月负荷变化,对其8月的负荷峰值月有较好的正调峰效果,但对其7月和12月的负荷峰值月份则有反调峰效果。对于甘肃电网的各月负荷,CF的正反调峰影响都不明显。

在研究年度,冬、夏两季的日(逐时)变化曲线

结束语

本文基于测风塔同步观测数据完整率选择的模拟年度结果,尚不宜直接用于实际工程规划;此外,由于风电出力的波动特征与电网负荷的相关性以及开机组合等均是影响风电可信容量大小的重要因素,因此,实际应用中还需考虑更全面的因素做进一步分析。

参考文献

[1]宋丽莉,朱蓉,郭亚田,等.全国风能资源详查和评价报告[R].北京:气象出版社,2014.

[2]李俊峰,蔡丰波,唐文倩,等.中国风电发展报告[R].北京:中国环境科学出版社,2011.

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