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间歇式能源发电多时空尺度调度系统为电力调度部门提供技术支撑

国际电力网  来源:国家电网杂志  日期:2015-06-23

 

国家电网公司的绿色LOGO,代表着国家电网公司接纳清洁能源、促进绿色发展的光荣使命与责任。近年来,国家电网公司充分发挥特高压跨区送电优势,积极消纳水电、风电、光伏发电等清洁能源,通过特高压促进能源在更大范围的优化配置和高效使用,搭建起绿色能源输送的“高速路”,有力促进了我国能源结构调整,推动了节能减排战略的实施。

截至去年年底,国家电网调度范围内实现新能源并网容量1.2亿千瓦,增速29%。其中,风电8790万千瓦,同比增长25%;光伏发电2371万千瓦,同比增长53%;分布式光伏发电265万千瓦,同比增长129%。风电消纳水平持续向好,去年全年弃风比例同比下降2个百分点,相应弃风电量减少16亿千瓦时。

面对新能源发电爆发性增长态势,如何提升消纳能力?

由于新能源电源的功率预测水平、有功控制能力和无功电压调节能力与常规电源相比,还存在诸多不足,导致大规模新能源集中并网后电网运行风险增大,所以采取有效技术手段,将大规模新能源运行带来的风险控制在可驾驭的范围,显得尤为迫切。在此背景之下,“间歇式能源发电多时空尺度调度系统研究与开发”课题通过开展间歇式能源的实时运行风险评估,指导调度决策,充分挖掘风电、光伏发电消纳空间,在电网安全和最大化消纳之间取得平衡。

作为国家863计划课题,“间歇式能源发电多时空尺度调度系统研究与开发”的研究起始于2012年1月。项目具体实施单位国网冀北电力调控中心克服时间短、任务重、人员紧张、经验不足等困难,组织中国电科院、清华大学、山东大学和华中科技大学等课题合作单位,全面高效地推进课题研究工作。

在国内外无成熟经验可借鉴的情况下,研究团队基于冀北智能电网调度控制系统(D5000平台),建立了国内首个涵盖间歇式能源长期辅助决策、在线计划制定、实时控制和分析后评估的全方位协调优化调度系统,实现新能源与常规电源协调优化运行,全面挖掘电网的新能源消纳能力,保障大规模新能源的安全稳定运行。

多时空尺度调度系统如何让间歇式能源发电不再“捉摸不定”?

“间歇式能源发电多时空尺度调度系统研究与开发”课题研究工作主要分为“特性机理分析、调度模型建立”“模型验证完善、应用系统开发”和“系统优化完善、全面示范应用”三个阶段。课题已于今年4月1日通过科技部验收。

这项系统提出了风光资源监测网络的优化布局方法,实现了风光资源由点到面的实时模拟计算和风电中长期出力的准确模拟。此外,课题还分析了间歇式能源发电运行特性及对调度运行的影响,研究了间歇式能源发电资源监测与发电能力评估技术,建立了间歇式能源发电多时空尺度调度模型以及多区域逐级消纳框架,实现了调度运行风险评估与调度决策仿真,开发了大规模间歇式能源发电调度技术支持系统,并实现了示范应用。

课题研发的8个子系统已投入应用,成为间歇式能源发电调度技术支持系统的重要组成部分,为间歇式能源调度技术提升和最大化消纳奠定了坚实的基础。

面对捉摸不定的间歇式电源,电力调度部门心里多了底气。

成效显而易见。以冀北地区为例,多时空尺度调度系统实现冀北风电外送断面限值提升22万千瓦,风电大发时段断面利用率由90%提升至96%以上,2014年共减少弃风10.87亿千瓦时,间接经济效益超过5.8亿元,有力地支撑了大规模间歇式能源的安全高效消纳的同时,也取得了良好的经济效益和社会效益。

“间歇式能源发电多时空尺度调度系统研究与开发”该课题依托国网冀北电力调控中心率先建立了全面适应不同时间尺度运行需求的间歇式能源调控运行技术支持系统,形成了智能电网调度控制系统(D5000平台)的标准化模块,并通过了中国软件测评中心的检测,具备了向“三北”大规模间歇式能源发展地区推广应用的条件。未来,课题的相关研究成果将在各省级电力调度控制中心进一步得到应用。

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