近日,在中电国际桥西一风电场控制室内,值班运行人员曾光根据新能源有功智能控制系统显示的当前电网外送富余量,结合风电场未来5分钟的风况,向系统申请了2万千瓦出力。在系统设定的5分钟周期内,他的申请被系统匹配成功,这意味着,风电场结合电网通道裕度和风能利用实现了效益最大化。
国网甘肃省电力公司调控中心主任行舟认为,像甘肃这样新能源消纳矛盾突出的省份,如果没有新能源有功智能控制系统,结果就会是“三公”调度难以保证、新能源企业利益受损、调度员廉洁自律将成问题。
瓶颈:人工调度跟不上新能源发展形势
电力调度控制中心是指挥一个区域电力企业生产运行的管理机构,在调控过程中保证调度指令的公开、公正、公平是“三公”调度的具体要求。
在新能源发展起来之前,甘肃电力调度按照自动发电控制系统来调节省内各家电厂发电出力。2008年以来,甘肃的新能源呈现出爆发式增长,这套系统在新能源面前不管用了。
甘肃省调控制处副处长张柏林举例说明:同样是装机10万千瓦的风电场,根据电网外送能力和“三公”原则,一段时间内给每个风电场分配5万千瓦出力,但是由于风况不同,甲电站发电能力是10万千瓦,而乙电站发电能力不到2万千瓦。如果执行电话调度,等调度员一圈电话打完,风况又变了,这不仅白白浪费了风能,也浪费了电网的输电空间。
而且,随着新能源电站越来越多,如果调度执行稍有不公,很容易引发纠纷和投诉,新能源“三公”调度面临着巨大压力!
截至10月10日,甘肃新能源装机1720万千瓦,风电场、光伏电站207座。行舟说:“这么多电站,让谁发谁不发,这个发多少,那个发多少,所有人都盯着你,一碗水怎么端平?”
不难发现:调度员的人工调度已经跟不上新能源的发展形势!
突破:一套管控系统颠覆传统观念
直面新能源调度的难题,2009年,国网甘肃省电力公司着手开发新能源管控系统。他们设想搭建一个平台,覆盖全省新能源。这个平台既要保证新能源“三公”调度,又能充分利用电网外送能力,最大限度减少弃风弃光。
2010年,风电有功智能控制系统上线运行,覆盖全省9个风电场和2个火电厂。2011年,3个光伏电站接入,该系统升级为新能源有功智能控制系统。这个系统的成功应用属国内首例。在当时,大规模新能源并网控制在国际上尚无成熟经验,业内人士认为,该系统的研发和运行证明大型集群风电是可控、能控的,这是对传统观念的颠覆。
新能源的超常规发展带动了甘肃电网的升级换代,随着西北联网750千伏一、二通道的投运,河西断面输电能力从90万千瓦增长到500万千瓦,甘肃新能源的主要矛盾已经由外送通道不畅变为市场消纳不足。
现在,甘肃新能源装机过剩而省内用电负荷有限,有功智能控制系统成为公平竞争的平台基础。
威信:信息公开透明消除质疑
在甘肃新能源发电企业中,新能源有功智能控制系统已经成为必配软件,有的企业甚至围绕这一系统进行二次开发,实现每5分钟一个周期的上网电量自动申请。
当然,曾光他们有时候也要为自己的判断失误付出学费。如果他们预测不准,申请的上网电量无法完成,系统将会给予屏蔽申请两小时的惩戒。这种设计迫使新能源电站不断积累当地风能、太阳能观测数据,提高超短期预测准确性,避免恶意申请,但没有人质疑系统本身的公正性。曾光说,在这套系统上,电网以及各新能源电站的各项数据一目了然。这种数据的公开透明也是申请上网电量的一个参考因素。
2010年年底,这套系统获国家电网公司科技进步三等奖、甘肃省科技进步三等奖。
成效:新能源上网电量提高7%
为了检测这套系统在减少弃风弃光方面的实际效果,张柏林进行了7年的统计、分析。数据显示,使用该系统后,新能源上网电量提高了7%。
新能源有功智能控制系统奠定了甘肃新能源并网控制技术的领先地位。2011年以来,国网甘肃电力先后承担了两项国家863项目,攻关新能源并网控制技术难题。其中,“风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发项目”是在新能源有功智能控制系统的基础上做更深、更广的研究。2015年4月,经过该项目提升与深化的新能源有功智能控制系统,已非开发之初的面貌:覆盖1个调度中心站、40个协调控制子站、53座风电场、18座光伏电站和4个火电厂。由此,甘肃建成世界上规模最大的风光集群控制系统示范工程,1142万千瓦风电场和578万千瓦光伏电站全部纳入调度平台。
过去几年,各个新能源装机大省都在探索新的并网思路,为什么是甘肃走在了前面?行舟认为:“远离负荷中心大规模开发、远距离输送是国内新能源的共性,但甘肃的问题最为突出,省内消纳能力不足,‘三公’调度压力大,所以在制度设计上执行得最为彻底。”
制度的变革,使当初困扰行舟他们的“三公”调度不再是一个问题,不仅减少了弃风弃光,而且大大减少了调度人员岗位配置;鲜有新能源企业通过各种渠道“争取”电量的事情发生,屏蔽了潜在的调度员廉洁自律问题——从全国来看,新能源并网调度的甘肃实践是成功的。
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