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风能是一种可再生无污染的绿色能源。风电开发技术成熟,是现今最具开发前景的新能源之一。风电产业迅速发展,越来越多的风电场相继投入运行。但由于风能随机性、间歇性的特点造成了风电场输出功率的波动,且这种波动往往与电力系统负荷不一致,因此,风电场的装机容量并不能替代同等容量的常规火电。
抽水蓄能电站是储存电能的一种方式。通过抽水蓄能电站的抽水蓄能和放水发电,可以实现风电场原始可利用风能在时间和空间上的重新分配。
本文建立了风电—抽水蓄能联合供电系统。在介绍了风力发电和抽水蓄能基本理论的基础上,建立了联合供电系统的保证出力最大模型,以最大保证出力来衡量风电场的替代容量;在此基础上,结合电力系统负荷,提出了联合供电系统容量替代最大模型,直接得出风电场的替代容量;在基于容量替代最大模型仿真结果的基础上,本文还提出了调峰出力最大模型,一方面使得风电场的替代容量最大,另一方面增加了电力系统的调峰能力,同时又使得常规火电能够平稳的运行。仿真计算结果表明,风电场在配置一定容量的抽水蓄能电站后,无论从保证出力方面还是从实际运行方面,都可以替代部分常规火电,因此具有一定的经济效益和社会效益。这将有利于提高风电在电力系统中的份额,促进我国风电产业的发展。