美國得克薩斯州電力可靠性委員會在風(fēng)電調(diào)度運行管理方面的經(jīng)驗和啟示_圖文

1、 第 35 卷 第 10 期 Tab. 3 級別 1級 2級 電 網(wǎng) 技 術(shù) 145 表 3 ERCOT 緊急電力消減計劃 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。 所有承擔旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的 負荷都被使用，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)外請求功率 支援；通知可用機組啟動。 通知承擔旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的 負荷用戶斷開負荷。 通知簽訂緊急可中斷 負荷服務(wù)合同的負荷 用戶斷開負荷。 漸進甩掉電網(wǎng)

2、 20%的負荷。 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 負荷約 35 550 MW。 1 臺出力為 150MW 的常規(guī)機組因故障而停運。

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)， 并通知可快速啟動的燃氣機組開機。 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 程序自動調(diào)用了 328MW 的機組旋轉(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 宣布進入緊急電力消減計劃第 2 級。 ERCOT 通知所有承擔旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)的負荷用戶 斷開負荷，10min 內(nèi)共計 1 108 MW 的負荷被斷開。 系統(tǒng)負荷恢復(fù)到 60.07 Hz。 ERCOT 宣布將緊急電力消

4、減計劃由第 2 級降至第 1 級。 ERCOT 宣布結(jié)束緊急電力消減計劃。 3級 4級 了北美各調(diào)度機構(gòu)的廣泛關(guān)注 。 當時 ERCOT 電網(wǎng)在區(qū)域市場模式下運行，各 風(fēng)電場的短期風(fēng)電功率預(yù)測由其自行提供，并在運 行計劃中上報。 2008 年 2 月 26 日下午至傍晚時段， 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)電場上報的風(fēng)電功率預(yù)測存在較大誤差。雖 然負荷于 17:10 開始迅速爬升，且 1 臺常規(guī)機組于 17:44 因故障停運，ERCOT 的時前安全校核程序仍 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)行緊急電力消減計劃 第 2 級。事實上，當時為節(jié)點市場模式而設(shè)計的集 中式短期風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)已經(jīng)在線運行，并作出 了準確預(yù)測，只是沒有在調(diào)度運行中使用。該事件 發(fā)生后，ERCOT 決定在區(qū)域市場模式運行中采用 該集中式預(yù)測系統(tǒng)。圖 5 顯示了該事件中負荷、風(fēng) 電功率預(yù)測與實際輸出的情況。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 自動調(diào)用的機組旋轉(zhuǎn)備用和調(diào)度員調(diào)用的負荷旋 轉(zhuǎn)備用情況。可以看出，承擔旋轉(zhuǎn)備用服

6、務(wù)的負荷 及時響應(yīng)對捕捉電網(wǎng)頻率下降起到了非常關(guān)鍵的 作用。 風(fēng)電預(yù)測功率/GW， 風(fēng)電實際輸出功率/GW 2 時前運行計劃中 的風(fēng)電功率預(yù)測 負荷 調(diào)度員調(diào)用的 負荷旋轉(zhuǎn)備用 自動調(diào)用的 機組旋轉(zhuǎn)備用 0.0 18:00 19:00 18:30 18:41 18:49 時刻 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)用的機組旋轉(zhuǎn)備用與負荷旋轉(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 計算，反復(fù)校核調(diào) 整開機方式，保障了實時運行中可調(diào)備用容量的充 裕，從而安全應(yīng)對風(fēng)電出力的隨機波動和反調(diào)峰， 最大程度地消納風(fēng)電。國內(nèi)有關(guān)網(wǎng)、省調(diào)度機構(gòu)應(yīng) 高度重視日前對開機方式的優(yōu)化安排以及運行中 對備用容量的實時監(jiān)控。 36 35 34 負荷/GW 2）ERCOT 進行 SCUC 和 SCED 計算時，都引 入了最新的風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果，以充分考慮風(fēng)電出 力的影響，實現(xiàn)對常規(guī)機組的調(diào)度調(diào)整。國內(nèi)有關(guān) 網(wǎng)、省調(diào)度機構(gòu)也應(yīng)將風(fēng)電功率預(yù)測結(jié)果切實應(yīng)用 到對開機方式安排和實時調(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 風(fēng)電功率 實際輸出 33 32 21:00 31 23:00 0 15:00 17:00 19:00 18:41 時刻 3）ERCOT 電網(wǎng)中各風(fēng)電場為實現(xiàn)風(fēng)電功率預(yù) 測提供了背景、運行和檢修 3 類信息，因涉及經(jīng)濟 利益，故信息的可信性和時效性都非常高，從輸入 數(shù)據(jù)方面保證了風(fēng)電功率預(yù)測的精度。國內(nèi)有關(guān) 網(wǎng)、省調(diào)度機構(gòu)應(yīng)重視風(fēng)電場的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息接 圖5 ERCOT 電網(wǎng) 2008 年 2 月 26