风电场装机容量的空间分布对有效的大规模风电并网的影响研究

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为了实现国家短期、中期和长期的风电发展目标,就需要将新增的大量的风电装机容量有效地并入到电力系统中去。容量信用在维持电力供应系统的可靠性方面是一个很重要的指标,而风电容量信用又受着包括装机容量的空间分布在内的诸多因素的影响。因此,在中国快速增长的风电装机容量的背景下,研究风电装机容量的空间分布对于有效的大规模风电并入电网的影响就有着十分重要而迫切的意义。  本文估算了我国不同电网区域和海上风电等情形的装机容量的空间分布对于风电容量信用的影响,并开发了计算风电容量信用的工具。估算方法主要是基于概率论原理和风能预测模型。耦合海洋/大气中尺度预报系统(COAMPS)是由美国海军研究实验室开发,并在中国境内运行一年从而来展现国家未来风电场场址候选区域的风能潜力。进而生成了我国境内的整个风能潜力图。  所应用的容量信用的方法是基于100个(70个陆上、30个海上)中国风电场宏观场址的比较评价,其中风速时间序列是由中尺度预测模型生成。不同电网区域的空间分布模型是先计算单一电网区域风电容量信用,然后逐渐增加电网区域,从而展示风电容量信用随着空间分布开阔程度的增加而变化的情况。海上风电的情形也类似,先分别单独计算陆上场址和海上场址的风电容量信用,再计算陆上和海上为一个整体的风电容量信用,从而展示海上风电的发展对于风电容量信用的影响。另外,本文还讨论了风电装机容量对容量信用、空间分布对累计风电输出的影响。  结果表明,对于影响风电容量信用的因素中,最初风能潜力占主导地位,但是随着风电装机容量的增加,风电装机容量的空间分布便变得更加重要。国家2050年风电发展目标为1000GW是偏于保守,但即便如此,在2050年风电仍能够替代超过300GW的传统容量。海上风电和陆上风电装机容量的空间分布都对风电的容量信用有积极的影响,这是由于有更好的风能资源和空间分布。另外,风电装机容量的空间分布还是解决电力系统短期波动的有效方法。
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