光伏接入對電力系統(tǒng)的影響

　　由于光照資源分布不均衡以及光照輻度變化的隨機性、波動性、間歇性等因素， 相比于傳統(tǒng)可調(diào)度電廠， 光伏電源具有可調(diào)可控性較差的特點。隨著分布式光伏電源并網(wǎng)容量的迅速增加， 光伏發(fā)電的這些問題將對電網(wǎng)在規(guī)劃設計、調(diào)度運行等方面帶來很大影響。在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計、調(diào)度運行中， 不僅需要掌握局部負荷變動情況， 更需要掌握整個系統(tǒng)的負荷變化情況， 以便合理安排機組開機方式和電源規(guī)劃。系統(tǒng)的負荷與作息時間、氣候和季節(jié)等因素相關， 因此， 用電負荷的總量和分布情況會隨時間發(fā)生變化。通常情況下， 年最大負荷出現(xiàn)在夏季， 最小負荷發(fā)生在春節(jié)期間; 一周內(nèi)各天的負荷變化較小， 工作日的負荷略高于休息日。系統(tǒng)的最小技術(shù)出力是由系統(tǒng)中常規(guī)機組的調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)成本決定的， 本文定義系統(tǒng)調(diào)節(jié)系數(shù)的概念， 即系統(tǒng)中的傳統(tǒng)機組正常運行時可調(diào)節(jié)的負荷占峰荷的比例。系統(tǒng)最小技術(shù)出力與常規(guī)機組的組成和開機方式有關。不同類型和容量的機組具有不同的最小技術(shù)出力， 如以水電為主的電網(wǎng)其系統(tǒng)最小技術(shù)出力通常低于以火電機組為主的電網(wǎng)。此外， 在不同的季節(jié)調(diào)度部門會安排不同的開機方式， 因此同一個系統(tǒng)在不同季節(jié)系統(tǒng)最小技術(shù)出力也不相同。本文所研究地區(qū)電網(wǎng)以火電機組為主， 單臺機組的最小技術(shù)出力允許在 60% 左右。本文對調(diào)節(jié)系數(shù)為 60% ~ 100%的系統(tǒng)情況進行了研究， 并對 60%的情況進行了詳細分析。系統(tǒng)最小技術(shù)出力對光伏滲透率的影響不僅與負荷分布和光伏安裝容量有關， 還與天氣條件有關。例如， 在光伏安裝容量使全年光伏滲透率達到 10% 時， 系統(tǒng)最小技術(shù)出力在不同季節(jié)接納光伏的情況就有明顯差異。為了分析的需要， 引入凈負荷的概念， 表示負荷與光伏出力的差值。如圖 1所示， 在 2009年春季 3 月份的第一周， 受光照條件影響， 光伏出力維持在一個較低的水平， 系統(tǒng)中的機組基本能在最小技術(shù)出力線以上穩(wěn)定運行。但在 2009年夏季的 6月份， 由于光照條件已經(jīng)達到了較高水平， 在一周的很多時間內(nèi)系統(tǒng)的凈負荷已經(jīng)穿越了系統(tǒng)最小技術(shù)出力線的范圍， 如圖 2所示， 表示部分常規(guī)機組將被迫退出運行。在本文研究光伏滲透率時， 為了避免常規(guī)機組穿越最小技術(shù)出力線， 根據(jù)系統(tǒng)最小技術(shù)出力對可用的光伏電量進行限制。在該假設之下， 對不同滲透率下光伏發(fā)電量的利用效率、成本等進行計算和分析。

　　分析方法

　　文中分析的內(nèi)容包括不同光伏滲透率下的凈負荷持續(xù)時間曲線、光伏電源利用率、光伏電源的成本和光伏利用小時數(shù)。綜合上述計算結(jié)果， 對當前系統(tǒng)條件下光伏電源的滲透率水平進行分析， 研究系統(tǒng)條件對光伏滲透率的限制因素和相應措施。