图 5 是该电网的年最大日负荷特性,为保证系统正常运行,必须满足其所有供电容量 Pioial(t) 与所有负荷容量 Dioial(t)的供需平衡,即 Pioial(t)=Dioial(t)。其中
式中:PWF(t)是风电场在 t 时刻的出力;PHP(t)是水轮机组在 t 时刻的出力;PCPS(t)是常规发电场在 t 时刻的出力;DPS(t)是 t 时刻水泵抽水功率;DLS(t)是 t 时刻的系统负荷(包括基荷[DLS(t)]base、腰荷[DLS(t)]m 和峰荷[DLS(t)]peak。为最大利用风电,又不危及系统的可靠性或供电质量,对上述联合运行方案应有下列方程成立:
式中 Qp(t)、Hb(t)、ηps(t)分别是 t 时刻单台水泵的流量、扬程和效率;Qh(t)、Hn(t)、ηhp(t) 分别是 t 时刻单台水轮机组发电的流量、水头和效率;kpc(t)、klc 分别是 t 时刻水泵和水轮机组的运行台数;[DLSmax]m 是系统的最大腰荷;其它符号同前。式(3)中的风电场出力 PWF(t),可由下式给出。
式中 kω(t)是 t 时刻风电场中正常运行的风机台数;ζ、φ分别是风机的传动效率和发电效率; PWF(t)是 t 时刻单台风机的风轮功率,其值可根据 t 时刻的风速υ(t)由场家提供的风轮功率风速曲线(如图 6 所示)插值求出。
如假定抽水蓄能电站的下水库相对容积很大,可忽略其水位变化,则抽水蓄能机组的水头/扬程可根据上水库的蓄水量(库容)~水位曲线求出。上水库在 t 时刻的蓄水量 V(t)可由上一计算时步的蓄水量 V(t-△t)、该计算时步的水泵抽水量 Vp(t)和水轮机汇水量 V1(t)逐时步迭代求出。即
式中:△t 是迭代计算的时间步长;Vmin 是日调节上水库在最低发电水位时的蓄水量。
利用相关已知资料,由式(1)~(7)即可计算出该电网拟定的风电与抽水蓄能联合运行方案下的风力发电量、抽水蓄能电站调峰发电量、抽水用电量等。此外,由式(7)还可以从上水库库容是否能够实现日调节循环,检验抽水蓄能电站装机容量选择的合理性。(内容有北极星储能网转载)
如果需要分析系统单位电能的供应成本 COEL,可参考式(8)计算求出。
式中:CI0 为投资成本;S0 为政府对风能的补贴;r 为折扣率;L 为回收年限;Co&M 为年运行和维护费用;CEXT 为其它额外成本。