研究 | 含电加热光热发电系统助力新型电力系统平稳运行
发布者:xylona | 来源:电工技术学报 | 0评论 | 524查看 | 2023-01-18 13:55:31    

在风光热储一体化、新型电力系统背景下,风电等新能源电力大量入电网,对火电市场造成一定程度挤压。而其中高比例的风电接入更导致电力系统的备用需求增加,由火电机组单独提供的系统旋转备用也压缩了火电的调峰空间,从而影响了风电消纳。因此如何提高电网的调峰能力、减少风电等高比例接入电网的清洁电力弃电率、提高其利用率成为了新型电力系统亟需解决的重难点。


华电华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室不久前于在2022年第21期《电工技术学报》上发布一篇名为《高比例风电接入系统光热发电-火电旋转备用优化方法》的期刊,并于文中提到了一种解决高比例风电接入系统光热发电-火电旋转备用的优化方法。


文章中主要考虑在光热电站加装EH(Electric Heater)。光热电站与EH联合运行结构示意图如图2所示。相比于传统光热电站,加入EH后,储热装置中的导热熔盐在由低温熔盐罐向高温熔盐罐流动过程中,除了吸收光场光热转换得到的热能,还会吸收EH通过电制热产生的热能,减少了光照对光热发电能力的约束。


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图:光热电站与EH联合运行结构示意图


因此,在高比例风电接入系统中,将光热电站替代部分火电,由光热电站与火电进行联合提供旋转备用,将有助于促进高比例风电接入系统的风电消纳。


此外,EH作为可调节负荷,可通过调整用电量为系统提供备用,即以用电形式提供旋转备用,使光热的旋转备用由发电旋转备用扩展为发电+用电旋转备用,有效地提高了光热电站旋转备用能力。


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图:CSP-EH能量流示意图


但考虑到EH设备将电能转换为热能,再通过光热电站发电,其中涉及两次电热转换,能耗较高,因此文中提到为保证能源利用率,EH主要作为夜间弃风时段下光热储热来源及紧急条件下的系统备用资源,正常场景下保持低负荷率运行,主要为系统提供下旋转备用。


文章中还分析了高比例风电接入系统旋转备用对风电消纳的影响;其次,对光热-火电联合提供旋转备用的可行性进行分析,针对光热储热约束,提出采用电加热设备提高光热电站备用能力;然后,基于电加热设备电转热特性,建立了含电加热光热电站用电及发电调峰备用模型,基于此,建立光热发电-火电旋转备用优化模型;最后,通过改进的IEEE 30节点系统进行仿真验证,证明该方法的有效性。


【注:如需查阅期刊原文,可添加微信号cspswd获取】

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