加強(qiáng)并網(wǎng)運(yùn)行控制支撐新能源穩(wěn)步發(fā)展

2017-12-25 14:56:53 來源:中國電力報(bào) 作者:王偉勝　點(diǎn)擊量：評論 (0)

黨的十九大報(bào)告指出，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。伴隨著新能源產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃宏偉藍(lán)圖的實(shí)施，堅(jiān)持綠色發(fā)展，推進(jìn)能源行業(yè)變革，新能源產(chǎn)業(yè)將會(huì)為青山綠水作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。豐富

黨的“十九大”報(bào)告指出，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。伴隨著新能源產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃宏偉藍(lán)圖的實(shí)施，堅(jiān)持綠色發(fā)展，推進(jìn)能源行業(yè)變革，新能源產(chǎn)業(yè)將會(huì)為青山綠水作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。豐富的新能源資源、日臻成熟的新能源發(fā)電技術(shù)以及先進(jìn)的新能源發(fā)電裝備，都為我國新能源發(fā)電的大規(guī)模發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。新能源是清潔的一次能源，但同時(shí)新能源發(fā)電的出力又具有隨機(jī)性、間歇性等特性。隨著我國新能源的快速發(fā)展，如何加強(qiáng)新能源并網(wǎng)運(yùn)行控制，使電力系統(tǒng)消納更多的新能源電量，讓清潔能源變成優(yōu)質(zhì)電源，成為新能源未來發(fā)展待解決的問題。

新能源功率預(yù)測

電力系統(tǒng)是一個(gè)發(fā)電、用電實(shí)時(shí)平衡的系統(tǒng)，隨機(jī)波動(dòng)的新能源并入電網(wǎng)后，為滿足系統(tǒng)平衡要求，常規(guī)電源出力和新能源出力之和需與負(fù)荷實(shí)時(shí)匹配。新能源功率預(yù)測可將隨機(jī)波動(dòng)的不確定新能源出力由未知變?yōu)榛疽阎瑴p少新能源出力的不確定度，降低系統(tǒng)平衡的難度，是促進(jìn)新能源消納的關(guān)鍵技術(shù)之一。

受新能源資源在大氣邊界層內(nèi)的復(fù)雜時(shí)變性和人類對氣象認(rèn)知局限性的約束，新能源功率預(yù)測精度水平很難達(dá)到電力負(fù)荷預(yù)測的精度水平。我國自2008年研發(fā)完成國內(nèi)首套風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)以來，先后突破了多項(xiàng)新能源功率預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)，從無到有、由點(diǎn)及面全面完成了新能源功率預(yù)測系統(tǒng)建設(shè)，將新能源出力由基本不可知轉(zhuǎn)變?yōu)榛究芍Ｎ磥淼闹攸c(diǎn)是持續(xù)提高預(yù)測的精度，主要工作包括提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)精度，完善大數(shù)據(jù)功率預(yù)測模型，以及提高新能源場站的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量等。

新能源穩(wěn)定控制

由于新能源的波動(dòng)性和間歇性，以及新能源發(fā)電裝備中電力電子元件的低抗擾性和弱支撐性，新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行問題日益突出。一是新能源大規(guī)模脫網(wǎng)事故，比如2011年發(fā)生50萬千瓦以上風(fēng)電脫網(wǎng)事故8起，風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)3800余臺(tái)次；二是與新能源相關(guān)的電力系統(tǒng)振蕩事故，近幾年我國新能源基地發(fā)生多起振蕩現(xiàn)象，新能源并網(wǎng)安全問題引起廣泛關(guān)注。

未來，隨著新能源發(fā)電的規(guī)模化開發(fā)利用，需要進(jìn)一步提升新能源發(fā)電友好性能和穩(wěn)定控制水平，以確保安全運(yùn)行。逐步掌握新能源發(fā)電主動(dòng)支撐控制技術(shù)，使新能源發(fā)電具備無功/電壓主動(dòng)控制、有功/頻率控制、高低電壓故障穿越等性能，實(shí)現(xiàn)新能源向常規(guī)電源轉(zhuǎn)變。在集中式和分布式并舉的開發(fā)模式下，一方面，新能源遠(yuǎn)距離大規(guī)模傳輸問題具有挑戰(zhàn)性，新能源發(fā)電控制技術(shù)從新能源電站內(nèi)的單一協(xié)調(diào)控制向集群電站、送受端協(xié)調(diào)控制發(fā)展。另一方面，分布式新能源接入?yún)^(qū)域范圍內(nèi)具有高滲透率、點(diǎn)多面廣、分散性強(qiáng)的特點(diǎn)，分布式新能源發(fā)電控制技術(shù)向區(qū)域協(xié)調(diào)與分散自適應(yīng)控制結(jié)合的方向發(fā)展。

新能源高效消納

隨著我國新能源的快速發(fā)展，局部地區(qū)消納矛盾逐漸顯現(xiàn)，出現(xiàn)了棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，引起社會(huì)各界的關(guān)注。2016年全國棄風(fēng)、棄光電量分別達(dá)到497億千瓦時(shí)和465億千瓦時(shí)，新能源消納問題已成為制約我國新能源可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。

新能源消納能力主要受電力系統(tǒng)互聯(lián)互通水平、電源調(diào)節(jié)性能以及負(fù)荷特性等因素影響。與此同時(shí)，新能源的地域分布、預(yù)測精度和控制水平，也影響電力系統(tǒng)的消納水平。新能源高比例接入電力系統(tǒng)后，增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的負(fù)擔(dān)，常規(guī)電源不僅要跟隨負(fù)荷變化，還需要平衡新能源的出力波動(dòng)。新能源出力超過系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍時(shí)，必須控制出力以保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生棄風(fēng)、棄光。

解決新能源消納問題，首要是科學(xué)定量地評價(jià)電力系統(tǒng)消納新能源能力，分析新能源發(fā)電受限的具體原因和瓶頸。在此基礎(chǔ)上有針對性地優(yōu)化全網(wǎng)火電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等多種電源的發(fā)電計(jì)劃，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，提升新能源消納能力。考慮大規(guī)模新能源接入的電力生產(chǎn)模擬及其在電力系統(tǒng)評估、規(guī)劃和運(yùn)行中的應(yīng)用日益成為研究的焦點(diǎn)。

基于時(shí)序生產(chǎn)模擬的新能源消納能力計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)外送能力、常規(guī)電源調(diào)節(jié)能力、電網(wǎng)運(yùn)行方式、負(fù)荷波動(dòng)、省間/跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線外送、電網(wǎng)運(yùn)行備用容量及新能源出力波動(dòng)特性的綜合仿真，可模擬所研究的電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。多個(gè)省（區(qū)）電力系統(tǒng)的分析計(jì)算結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化新能源開發(fā)布局，跨省跨區(qū)交易，加強(qiáng)電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，促進(jìn)火電機(jī)組靈活改造，充分挖掘系統(tǒng)潛力，推動(dòng)電能替代，均有效提高電力系統(tǒng)的新能源消納能力，降低棄風(fēng)棄光。但是，對于不同的省（區(qū)），各種技術(shù)措施的效果有顯著差異。因此，各省（區(qū)）均應(yīng)根據(jù)具體情況，研究提出具有針對性的改進(jìn)措施。

總之，新能源發(fā)展應(yīng)以消納為目標(biāo)，消納能力評估應(yīng)基于科學(xué)合理的方法，指導(dǎo)新能源的規(guī)劃和運(yùn)行。目前跨省跨區(qū)交易、火電機(jī)組靈活改造、電能替代等部分措施尚未發(fā)揮根本性作用，在提升新能源消納能力方面還有很大的空間。建議完善政策法規(guī)與市場機(jī)制，消除省間壁壘，加強(qiáng)需求側(cè)管理，優(yōu)化新能源并網(wǎng)運(yùn)行控制，進(jìn)一步提升新能源消納能力。

原標(biāo)題:加強(qiáng)并網(wǎng)運(yùn)行控制支撐新能源穩(wěn)步發(fā)展

責(zé)任編輯：lixin

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