风电容量可信度揭示了风电对系统充裕度的贡献,回答了在等可靠性意义下风电能够供应多少负荷的问题。风电容量可信度的影响因素是其研究中的一类重要问题,它不仅能够指导电力规划中通过优化提高风电对系统充裕度的贡献,同时还能够揭示风电容量可信度计算中的建模误差对容量可信度计算结果准确性的影响。风电容量可信度的影响因素可分为与风电场白身有关的影响因素以及与系统有关的影响因素两类 ,如图2所示。
(1)平均风速
风电场的平均风速很大程度上代表了风资源的优劣,直接决定了风电场出力的容量因了。众多研究表明:风电场平均风速越大,风电场的容量因了越大,其容量可信度也越大。多个风电容量可信度解析化模型中均包含风电容量因了这一项,也从另一个方面印证了这一点。
(2)风电出力与系统负荷的相关性
电力系统充裕度表示电力系统的发电能够满足负荷的能力。在负荷高峰时期,若风电高出力的可能性越大,则风电对系统充裕度的贡献也越大,因此可知,风电出力和负荷的相关性越强,其容量可信度越大。风电与系统负荷的相关性主要由负荷以及风的季节性与日特性决定,例如在我国内蒙及东北地区,负荷高峰期出现在冬天,风电在冬天的平均出力也较大,因此从全年时问维度上风电与负荷呈现正相关的统计特性。一些风电容量可信度计算方法往往无法考虑风电以及负荷的时序特性(即认为风电出力与负荷之问相互独立),用这类方法评价风电容量可信度时计算结果可能比实际情况偏低。
(3)多风电场出力之问的相关性
众多研究表明,当评价多个风电场整体的容量可信度时,多个风电场出力相关性越低,其容量可信度越高。多风电场的平滑效应会降低风电的出力的问歇性,进而提高风电对系统充裕度的贡献。这个效应在风电接入比例较高的情况下尤为明显。反而言之,若计算中忽略多风电场之问的相关性,则会使容量可信度计算结果偏高。
(4)风电场的尾流效应
风电场的尾流效应将影响风向下游的风机的出力,研究表明,考虑尾流效应后相比不考虑尾流效应时风电的容量可信度下降。
(5)风电接入比例
众多研究表明,风电容量可信度随风电接入比例的增加而下降,部分文献中也将风电接入比例称为风电渗透率。有研究评估了欧美多个国家和地区的风电接入比例从0%提升至5 0%情形下的容量可信度,计算结果中所有国家和地区的风电可信容量均随风电装机比例的增加而下降,部分地区降幅达到60%以上(从35%降至10%)。风电容量可信度随风电接入比例下降的根本原因在于地理位置相近的风电场的出力均或多或少存在一定的相关性,导致新增风电场对系统可靠性的贡献产生饱和效应,若系统新增风电场与现有风电场出力均不相关,则风电场整体容量可信度不会大幅下降。
(6)风电场在系统的电气位置
在考虑输电可靠性的风电容量可信度评估研究中发现,风电场在电力系统中的接入位置也对其容量可信度有所影响。
(7)储能设备
储能设备能够抑制风电出力的问歇性,通过对储能系统的充放电控制,能够在系统净负荷较低、充裕度较大时储存风电产生的电能,而在系统净负荷较高,充裕度较低时释放电能。从系统充裕度的角度而言,在谷荷充电时对系统充裕度的降低作用并不明显,而在峰荷时放电对系统充裕度提升效应十分明显。因此,考虑风储设备联合运行时,其容量可信度将比风电场单独运行时明显升高。这种效应在孤岛系统中尤为明显。
(8)互动负荷
与储能设备的原理相同,引入能够响应风电波动的互动负荷也能够提高风电的容量可信度。