大型风力发电场规划和运行技术研究

  风电机组选择和布置 选择和布置风电机组的原则是使风电场的单位度电成本最低。为此在了解机组性能和价格的同时，特别需要认真研究风电场在考虑尾流影响和风速风向分布条件下的功率输出特性。  
含风电场的电力系统随机生产模拟 电力系统随机生产模拟是评价电力系统运行的技术经济指标、分析生产成本和制定燃料计划的主要工具。随着风电场数量和容量的增加，应当在电力系统随机生产模拟中考虑风电场的影响。为此关键的问题是建立风电场的发电可靠性模型。  
针对以上问题，笔者进行了以下的研究工作。 
    1.1 风电场输出功率特性计算 
    由于受尾流效应的影响，风电场的输出功率不仅和风的大小相关，而且还和风的方向相关。通过定义尾流系数矩阵可以反映尾流效应对风电场输出功率的影响，并依此求出多台相同风电机组的等效功率特性，最终得到整个风电场的实际输出功率和尾流损失[3]。
    该研究成果可以改进现有风电场输出功率的计算方法，对于提高风电场规划的准确性和科学性具有重要价值。 
    1.2 风电场发电可靠性模型研究 
    以不同风电场风速、风向和气温的联合概率分布为基础，首先计算风电场输出功率的联合概率分布，并由此建立适合多个风电场的可靠性模型与算法。该模型不但考虑了风的随机性和机组的强迫停运率，而且还考虑了风电场之间风的相关性以及尾流效应和环境温度对风电场可靠性的影响。
    应用所建立的风电场发电可靠性模型可以进行含风电场的电力系统随机生产模拟和风电场的技术经济评估工作。 
    1.3 含风电场的电力系统随机生产模拟 
    对电力系统运行而言，风电场可以节约常规机组燃料、减少发电厂污染物排放和替代部分常规发电机组容量。因此采用风力发电后，在满足相同负荷要求的条件下电力公司在常规能源方面的费用将减少，所减少的费用称为可避免费用(Avoided Cost)。通过对含风电场的电力系统进行随机生产模拟，可以计算风电场给电力系统运行带来的可避免费用。
    可避免费用是并网运行风电场对电力系统贡献的综合度量，也是评估风电场的重要指标。
    2 风电场并网运行研究