Требования к маневренности тепловых электростанций в энергосистемах с ветровыми электростанциями

Проблема интеграции ветровых электростанций (ВЭС) в действующие энергосистемы заключается в их влиянии на режимы эксплуатации оборудования тепловых электростанций (ТЭС) из-за колебаний мощности ВЭС, вызванной изменениями силы и направления ветра. Представлены результаты анализа необходимости изменения требований к маневренности паросиловых и парогазовых установок ТЭС, в частности, регулировочного диапазона нагрузок и скорости изменения активной мощности. Выполнены расчёты с использованием опытных данных, позволившие оценить возможности тепловых электростанций компенсировать различные по величине и интенсивности колебания мощности ВЭС. На основании расчёта динамического коэффициента неравномерности ВЭС, как основного показателя их эффективности, определены условия для корректировки требований к маневренности оборудования ТЭС. Показано, что изменение в ту или иную сторону шага изменений мощности ВЭС оказывает значительное влияние на величину регулировочного диапазона ТЭС, необходимого для компенсации колебаний мощности в энергосистеме. Известен пример, когда верхняя граница регулировочного диапазона энергосистемы составляет 3562_МВт, а нижняя - 3230_МВт, при этом период колебаний мощности ВЭС составляет 60_мин. Изменение периода колебаний мощности ВЭС влияет на требования к скорости изменения нагрузки ТЭС, необходимой для сохранения баланса мощности в энергосистеме. Так, суммарная скорость изменения мощности ТЭС будет составлять 90_МВт/мин при 15-минутном периоде колебаний мощности ВЭС. Проведённый анализ показывает, что при увеличении установленной мощности ВЭС в энергосистемах, изменение характеристик маневренности тепловых электростанций, в том числе расширение регулировочного диапазона и увеличение скорости изменения нагрузки в его пределах, являются основными условиями надёжной работы энергосистем.

Wind farms (WF) integration problems in existing power systems include their impact on the operating modes of thermal power plant (TPP) equipment due to deviations in WF power caused by changes in wind speed and direction. The research presents the results of an analysis in relevance to change the flexibility requirements of steam-powered and combined-cycle thermal power plants. In particular, the requirements in the power range and power ramp of active power. Calculations are presented experimental data, which made it possible to assess the capabilities of thermal power plants to compensate fluctuations wind farms power with various magnitude and intensity. Based on the calculation of wind farms dynamic coefficient of uneven (the main indicator of their effectiveness) the conditions for power range requirements of thermal power plant units are determined. It is shown that a change in the step of wind farms power deviations has a significant effect on the TPP power range witch necessary to compensate a power fluctuation. There is an example when the upper limit of power range of energy system is 3562 MW, and the lower limit is 3230 MW, while the period of wind farms power fluctuations is 60 minutes. Changing the fluctuation period of WF power affects the requirements for power rate of TPP to maintain the power balance in energy system. Thus, the total rate of change in power thermal power plant power will be 90 MW/min with a 15-minute period of wind farms power fluctuations. The calculation results show, that increase in the installed capacity of wind farms in power system changes flexibility characteristics of thermal power plants, including an expansion of power range and power ramp, which are the main conditions for reliable operation of power energy systems.