【摘要】：作為大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)的首要環(huán)節(jié),風(fēng)電集群接入系統(tǒng)研究方面缺乏有效可靠的規(guī)劃方法。在風(fēng)電集群并網(wǎng)輸電工程各項(xiàng)費(fèi)用建模的基礎(chǔ)上,以規(guī)劃的整體經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo),綜合考慮各風(fēng)電場(chǎng)年出力特性及工程規(guī)劃實(shí)際情況,結(jié)合等效重構(gòu)、柵格地圖、分段線性化等方法,提出了風(fēng)電集群接入系統(tǒng)規(guī)劃的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。該模型能夠?qū)?shí)際大型風(fēng)電基地工程中風(fēng)電集群的劃分、并網(wǎng)輸電工程的容量配置、匯集升壓站的優(yōu)化選址和風(fēng)電場(chǎng)公共連接點(diǎn)的選取等方面的決策進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化配置,獲取整體經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的方案。為增強(qiáng)模型的實(shí)用性,提出了匯集升壓站局部選址優(yōu)化方法,使得在提升模型精度的同時(shí),縮短模型求解的時(shí)間。算例結(jié)果驗(yàn)證了所提模型和方法的有效性。
【圖文】：

66)kV及以上電壓等級(jí)線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴(kuò)建風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)要求［20］。本文的風(fēng)電集群接入系統(tǒng)規(guī)劃的研究范圍與規(guī)定保持一致，即研究含多個(gè)出口電壓等級(jí)為110(66)kV及以上的風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電集群接入系統(tǒng)規(guī)劃。為簡(jiǎn)化分析，本文研究暫不考慮輸電工程建設(shè)周期以及時(shí)序問(wèn)題。由于大規(guī)模風(fēng)電集群一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，大部分風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)群的匯集升壓站升壓后，由更高電壓等級(jí)(220kV/330kV及以上)的輸電工程接入并網(wǎng)區(qū)域電網(wǎng);部分距離電網(wǎng)比較近的風(fēng)電場(chǎng)直接由出口電壓等級(jí)(110kV)的輸電線路直接接入電網(wǎng)，如圖1所示。其中，經(jīng)同一個(gè)匯集升壓站并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)構(gòu)成一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)群，直接并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)不屬于任何一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)群。圖1風(fēng)電集群接入系統(tǒng)示意圖Fig.1Diagramofwindfarmintegrationsystem在已知風(fēng)電場(chǎng)選址及備選風(fēng)電場(chǎng)公共連接點(diǎn)(風(fēng)電場(chǎng)與公共電網(wǎng)連接的第一落點(diǎn)［20］)位置坐標(biāo)的前提下，風(fēng)電集群接入系統(tǒng)規(guī)劃擬解決的問(wèn)題主要包含7個(gè)方面:①風(fēng)電場(chǎng)直接并網(wǎng)與否及風(fēng)電場(chǎng)群的劃分;②風(fēng)電場(chǎng)變電站的容量配置;③風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)部匯集輸電線路的容量配置;④風(fēng)電場(chǎng)群匯集升壓站的選址定容;⑤匯集升壓站并網(wǎng)輸電線路的容量配置;⑥直接并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)輸電線路的容量配置;⑦風(fēng)電場(chǎng)/風(fēng)電場(chǎng)群公共連接點(diǎn)的選齲1.2優(yōu)化目標(biāo)綜合考慮接入系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)行收益，風(fēng)電集群接入系統(tǒng)規(guī)劃以輸電工程的整體經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為規(guī)劃的目標(biāo)。從成本角度分析，整體經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)亦可表166

點(diǎn)的線路長(zhǎng)度，其取決于匯集升壓站的選址坐標(biāo)(xk，yk);標(biāo)量Lw，i為風(fēng)電場(chǎng)直接并網(wǎng)的線路長(zhǎng)度;r為基準(zhǔn)折現(xiàn)率;Y為輸電工程的服役年限;pcur為棄風(fēng)補(bǔ)償電價(jià);Ecurw為風(fēng)電場(chǎng)年棄風(fēng)電量;FLS(SLSw)、FLL(SLLw)、FHS(SHSk)、FHL(SHLk，i)分別為風(fēng)電場(chǎng)變電站、風(fēng)電場(chǎng)輸出線路、匯集升壓站、升壓站并網(wǎng)輸電線路的單位建設(shè)成本函數(shù)�？紤]到相同電壓等級(jí)輸電工程的單位建設(shè)成本主要取決于輸電容量S［18］，因此本文將這些成本表達(dá)為關(guān)于輸電容量的階梯函數(shù)。圖2為某個(gè)裝機(jī)容量為100MW風(fēng)電場(chǎng)的年持續(xù)出力曲線，記為Pdurw(t)。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的出力受限于輸出線路的有功功率限制PLLw時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)出力大于PLLw的部分將無(wú)法送出。圖中TLLw的物理意義為風(fēng)電場(chǎng)出力不小于PLLw的年累積持續(xù)時(shí)間。因此，圖2中陰影部分面積即為風(fēng)電場(chǎng)受輸電功率PLLw限制而引起的棄風(fēng)電量Ecurw，而空白部分面積則為風(fēng)電場(chǎng)年實(shí)際所發(fā)電量Ew［16］，兩部分面積之和為該風(fēng)電場(chǎng)年可發(fā)電量。圖2風(fēng)電場(chǎng)持續(xù)出力曲線Fig.2Annualoutputdurationcurveofawindfarm因此，，風(fēng)電場(chǎng)的年棄風(fēng)電量可表示為Ecurw=0PLLw≥Pdur，maxw∫TLLw0Pdurw(t)dt－PLLwTLLw0≤PLLw＜Pdur，max{w(9)考慮資金的時(shí)間價(jià)值，式(1)中接入系統(tǒng)輸電工程傳輸風(fēng)電收益的凈現(xiàn)值可描述為BTW=∑wpTWEw［(1+r)Y－1］/［r(1+r)Y］(10)式中，pTW為接入系統(tǒng)輸電工程輸送風(fēng)電的價(jià)格;Ew為風(fēng)電場(chǎng)年實(shí)際發(fā)電量。Ew=Ecur0w－Ecurw=∫87600Pdurw(t)dt－Ecurw(1
【作者單位】： 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué));國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(2012AA050208) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51177043) 高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(B08013)資助
【分類號(hào)】：TM614

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