美国得克萨斯州电力可靠性委员会在风电调度运行管理方面的经验和启示_图文

1、 第 35 卷 第 10 期 Tab. 3 级别 1级 2级 电 网 技 术 145 表 3 ERCOT 紧急电力消减计划 ERCOT emergency electric curtailment plan 执行条件 系统旋转备用容量 裕度小于 2 300 MW。 系统旋转备用容量 裕度小于 1 750 MW。 所有承担旋转备用服务的 负荷都被使用，电网频率 不能恢复到 60 Hz。 电网频率低于 59.5 Hz。 执行方案 从 ERCOT 电网外请求功率 支援；通知可用机组启动。 通知承担旋转备用服务的 负荷用户断开负荷。 通知签订紧急可中断 负荷服务合同的负荷 用户断开负荷。 渐进甩掉电网

2、 20%的负荷。 14-15 表 4 ERCOT 电网 2008 年 2 月 26 日事件描述 Tab. 4 Description of ERCOT event on February 26， 2008 时刻 15:00 17:10 17:44 18:28 事件描述 风电功率约 2 000 MW，之后 3.5 h 内以 8 MW/min 的 平均速率持续下降，至 18:30 风电功率约为 360 MW。 负荷约 31 600MW，之后的 1.5 h 内以约 43 MW/min 的平均速率迅速爬升，至 18:41 负荷约 35 550 MW。 1 台出力为 150MW 的常规机组因故障而停运。

3、 向上平衡电量容量裕度下降至低于阈值；向上调节 辅助服务用完；ERCOT 调用非旋转辅助备用服务， 并通知可快速启动的燃气机组开机。 18:33 18:41 18:49 18:52 20:08 21:40 系统频率下降，其值低于 59.91Hz；ERCOT 的 LFC 程序自动调用了 328MW 的机组旋转备用容量。 旋转备用容量裕度下降至低于 1 750MW 的阈值， ERCOT 宣布进入紧急电力消减计划第 2 级。 ERCOT 通知所有承担旋转备用服务的负荷用户 断开负荷，10min 内共计 1 108 MW 的负荷被断开。 系统负荷恢复到 60.07 Hz。 ERCOT 宣布将紧急电力消

4、减计划由第 2 级降至第 1 级。 ERCOT 宣布结束紧急电力消减计划。 3级 4级 了北美各调度机构的广泛关注 。 当时 ERCOT 电网在区域市场模式下运行，各 风电场的短期风电功率预测由其自行提供，并在运 行计划中上报。 2008 年 2 月 26 日下午至傍晚时段， ERCOT 电网经历了大规模风电功率减小的事件， 而各风电场上报的风电功率预测存在较大误差。虽 然负荷于 17:10 开始迅速爬升，且 1 台常规机组于 17:44 因故障停运，ERCOT 的时前安全校核程序仍 P/GW 1.2 0.8 0.4 电网频率 60.1 60.0 59.9 59.8 19:30 电网频率/Hz

5、 然判定 18:0019:00 系统发电容量充足。18:00 开 始，系统旋转备用容量裕度和电网频率急速下降， 致使 ERCOT 于 18:41 宣布执行紧急电力消减计划 第 2 级。事实上，当时为节点市场模式而设计的集 中式短期风电功率预测系统已经在线运行，并作出 了准确预测，只是没有在调度运行中使用。该事件 发生后，ERCOT 决定在区域市场模式运行中采用 该集中式预测系统。图 5 显示了该事件中负荷、风 电功率预测与实际输出的情况。该事件描述如表 4 所示。 图 6 给出了该事件中电网频率变化、LFC 程序 自动调用的机组旋转备用和调度员调用的负荷旋 转备用情况。可以看出，承担旋转备用服

6、务的负荷 及时响应对捕捉电网频率下降起到了非常关键的 作用。 风电预测功率/GW， 风电实际输出功率/GW 2 时前运行计划中 的风电功率预测 负荷 调度员调用的 负荷旋转备用 自动调用的 机组旋转备用 0.0 18:00 19:00 18:30 18:41 18:49 时刻 图 6 ERCOT 电网 2008 年 2 月 26 日事件中的 电网频率变化、调用的机组旋转备用与负荷旋转备用 Fig. 6 System frequency and deployed responsive reserve provided by generating units and load resources

7、in ERCOT event on February 26, 2008 5 结论 1）ERCOT 通过多次 SCUC 计算，反复校核调 整开机方式，保障了实时运行中可调备用容量的充 裕，从而安全应对风电出力的随机波动和反调峰， 最大程度地消纳风电。国内有关网、省调度机构应 高度重视日前对开机方式的优化安排以及运行中 对备用容量的实时监控。 36 35 34 负荷/GW 2）ERCOT 进行 SCUC 和 SCED 计算时，都引 入了最新的风电功率预测结果，以充分考虑风电出 力的影响，实现对常规机组的调度调整。国内有关 网、省调度机构也应将风电功率预测结果切实应用 到对开机方式安排和实时调度调整的决策支持中。 1 日前集中 式风电功 率预测 风电功率 实际输出 33 32 21:00 31 23:00 0 15:00 17:00 19:00 18:41 时刻 3）ERCOT 电网中各风电场为实现风电功率预 测提供了背景、运行和检修 3 类信息，因涉及经济 利益，故信息的可信性和时效性都非常高，从输入 数据方面保证了风电功率预测的精度。国内有关 网、省调度机构应重视风电场的基础数据和信息接 图5 ERCOT 电网 2008 年 2 月 26