光伏接入對(duì)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(jī)性、波動(dòng)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(diǎn)。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(duì)電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行等方面帶來很大影響。在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行中， 不僅需要掌握局部負(fù)荷變動(dòng)情況， 更需要掌握整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷變化情況， 以便合理安排機(jī)組開機(jī)方式和電源規(guī)劃。系統(tǒng)的負(fù)荷與作息時(shí)間、氣候和季節(jié)等因素相關(guān)， 因此， 用電負(fù)荷的總量和分布情況會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化。通常情況下， 年最大負(fù)荷出現(xiàn)在夏季， 最小負(fù)荷發(fā)生在春節(jié)期間; 一周內(nèi)各天的負(fù)荷變化較小， 工作日的負(fù)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(jī)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(jī)組正常運(yùn)行時(shí)可調(diào)節(jié)的負(fù)荷占峰荷的比例。系統(tǒng)最小技術(shù)出力與常規(guī)機(jī)組的組成和開機(jī)方式有關(guān)。不同類型和容量的機(jī)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(jī)組為主的電網(wǎng)。此外， 在不同的季節(jié)調(diào)度部門會(huì)安排不同的開機(jī)方式， 因此同一個(gè)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(jī)組為主， 單臺(tái)機(jī)組的最小技術(shù)出力允許在 60% 左右。本文對(duì)調(diào)節(jié)系數(shù)為 60% ~ 100%的系統(tǒng)情況進(jìn)行了研究， 并對(duì) 60%的情況進(jìn)行了詳細(xì)分析。系統(tǒng)最小技術(shù)出力對(duì)光伏滲透率的影響不僅與負(fù)荷分布和光伏安裝容量有關(guān)， 還與天氣條件有關(guān)。例如， 在光伏安裝容量使全年光伏滲透率達(dá)到 10% 時(shí)， 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(fù)荷的概念， 表示負(fù)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(gè)較低的水平， 系統(tǒng)中的機(jī)組基本能在最小技術(shù)出力線以上穩(wěn)定運(yùn)行。但在 2009年夏季的 6月份， 由于光照條件已經(jīng)達(dá)到了較高水平， 在一周的很多時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的凈負(fù)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(jī)組將被迫退出運(yùn)行。在本文研究光伏滲透率時(shí)， 為了避免常規(guī)機(jī)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(duì)可用的光伏電量進(jìn)行限制。在該假設(shè)之下， 對(duì)不同滲透率下光伏發(fā)電量的利用效率、成本等進(jìn)行計(jì)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(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線、光伏電源利用率、光伏電源的成本和光伏利用小時(shí)數(shù)。綜合上述計(jì)算結(jié)果， 對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)條件下光伏電源的滲透率水平進(jìn)行分析， 研究系統(tǒng)條件對(duì)光伏滲透率的限制因素和相應(yīng)措施。