在風光熱儲一體化、新型電力系統(tǒng)背景下，風電等新能源電力大量入電網(wǎng)，對火電市場造成一定程度擠壓。而其中高比例的風電接入更導致電力系統(tǒng)的備用需求增加，由火電機組單獨提供的系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用也壓縮了火電的調(diào)峰空間，從而影響了風電消納。因此如何提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力、減少風電等高比例接入電網(wǎng)的清潔電力棄電率、提高其利用率成為了新型電力系統(tǒng)亟需解決的重難點。

華電華北電力大學新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室不久前于在2022年第21期《電工技術(shù)學報》上發(fā)布一篇名為《高比例風電接入系統(tǒng)光熱發(fā)電-火電旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化方法》的期刊，并于文中提到了一種解決高比例風電接入系統(tǒng)光熱發(fā)電-火電旋轉(zhuǎn)備用的優(yōu)化方法。

文章中主要考慮在光熱電站加裝EH（Electric Heater）。光熱電站與EH聯(lián)合運行結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。相比于傳統(tǒng)光熱電站，加入EH后，儲熱裝置中的導熱熔鹽在由低溫熔鹽罐向高溫熔鹽罐流動過程中，除了吸收光場光熱轉(zhuǎn)換得到的熱能，還會吸收EH通過電制熱產(chǎn)生的熱能，減少了光照對光熱發(fā)電能力的約束。

圖：光熱電站與EH聯(lián)合運行結(jié)構(gòu)示意圖

因此，在高比例風電接入系統(tǒng)中，將光熱電站替代部分火電，由光熱電站與火電進行聯(lián)合提供旋轉(zhuǎn)備用，將有助于促進高比例風電接入系統(tǒng)的風電消納。

此外，EH作為可調(diào)節(jié)負荷，可通過調(diào)整用電量為系統(tǒng)提供備用，即以用電形式提供旋轉(zhuǎn)備用，使光熱的旋轉(zhuǎn)備用由發(fā)電旋轉(zhuǎn)備用擴展為發(fā)電+用電旋轉(zhuǎn)備用，有效地提高了光熱電站旋轉(zhuǎn)備用能力。

圖：CSP-EH能量流示意圖

但考慮到EH設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為熱能，再通過光熱電站發(fā)電，其中涉及兩次電熱轉(zhuǎn)換，能耗較高，因此文中提到為保證能源利用率，EH主要作為夜間棄風時段下光熱儲熱來源及緊急條件下的系統(tǒng)備用資源，正常場景下保持低負荷率運行，主要為系統(tǒng)提供下旋轉(zhuǎn)備用。

文章中還分析了高比例風電接入系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用對風電消納的影響；其次，對光熱-火電聯(lián)合提供旋轉(zhuǎn)備用的可行性進行分析，針對光熱儲熱約束，提出采用電加熱設(shè)備提高光熱電站備用能力；然后，基于電加熱設(shè)備電轉(zhuǎn)熱特性，建立了含電加熱光熱電站用電及發(fā)電調(diào)峰備用模型，基于此，建立光熱發(fā)電-火電旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化模型；最后，通過改進的IEEE 30節(jié)點系統(tǒng)進行仿真驗證，證明該方法的有效性。

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