11 新能源發(fā)電及并網

 

　　11.1 新能源優(yōu)先調度與后評估技術

 

　　一、 技術原理與特點

 

　　新能源優(yōu)先調度與后評估技術是指在滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行約束下， 根據新能源發(fā)電預測結果， 協(xié)調常規(guī)電源發(fā)電， 制定新能源場站調度計劃，保障新能源發(fā)電優(yōu)先調度和優(yōu)先消納， 實現(xiàn)不棄風（光） 或少棄風（光）。 該技術主要包括： （1） 新能源發(fā)電周、 日 前、 日 內和實時逐級時序遞階的調度與控制方法；（2）新能源場站優(yōu)先調度序位評價技術；（3） 新能源發(fā)電優(yōu)先調度后評估技術。

 

　　該技術實現(xiàn)新能源發(fā)電的時序遞階調度與控制， 主要技術參數(shù)參見下表：

 

　　新能源場站優(yōu)先調度序位評價的主要指標： 預測準確率、預測合格率、 預測上報率、 低電壓穿越能力、 有功控制能力、無功控制能力、累計限電量、 調度考核打分。 每周進行一次打分與排序。新能源優(yōu)先調度后評估的主要指標： 新能源發(fā)電調峰受限時段火電最小技術出力、 負荷高峰時段機組備用率、 新能源發(fā)電斷面受限時段通道利用率。 每日 對前一日 優(yōu)先調度情況進行評價。

 

　　德國、 丹麥、 西班牙、 美國等歐美國家新能源發(fā)電以分布式為主且靈活調節(jié)電源充裕， 新能源發(fā)電通過日 前和日 內市場競價消納。本技術針對我國新能源發(fā)電以大規(guī)模集中接入為主， 燃煤火電比重大、 電力市場機制不完善的現(xiàn)狀， 采用時序遞階、 滾動協(xié)調的新能源發(fā)電計劃區(qū)間調度方法， 將新能源發(fā)電有效納入調度運行，充分挖掘電力系統(tǒng)消納新能源發(fā)電的潛力。 該技術已在“三北”新能源富集地區(qū)試點應用， 顯著提升了 以上地區(qū)的新能源發(fā)電利用率。

 

　　本技術主要解決以下問題： （1） 新能源發(fā)電與常規(guī)電源協(xié)調優(yōu)化調度運行，預留新能源發(fā)電接納空間； 新能源場站發(fā)電計劃編制； 新能源自 動協(xié)調控制； （2） 新能源場站優(yōu)先調度排序， 促進新能源場站技術升級與改造；（3） 新能源優(yōu)先調度結果后評估， 展示新能源發(fā)電優(yōu)先調度的成果， 實現(xiàn)全網最大化消納新能源。

 

　　二、 適用條件

 

　?。?） 適用于有風電/光伏發(fā)電并網的國調、分中心、 省調；

 

　　（2） 與新能源場站需建立通信通道；

 

　?。?） 新能源場站需及時準確上傳運行數(shù)據并接收調度指令。

 

　　三、 推廣應用計劃

 

　　2016 ~ 2018 年， 在“三北”地區(qū)所有省級調度控制中心開 展應用。

 

　　2019 ~ 2021 年， 在國網范圍內所有省級調度控制中心開展應用， 全網技術應用覆蓋率和實用化率達到 100%。

 

　　11.2 電網新能源接納能力評估技術

 

　　一、 技術原理與特點

 

　　新能源接納能力評估是在一定電源、 電網和負荷條件下，考慮電力電量平衡等因素， 通過電力系統(tǒng)時序生產模擬的方法， 優(yōu)化新能源與常規(guī)電源運行方式，確定新能源接納的最大電力電量量化評估技術， 主要用于綜合評價電力系統(tǒng)對于具有出力波動特性的新能源發(fā)電的接納能力， 是新能源和常規(guī)電源制定合理的年/月 電量計劃、 在線協(xié)調優(yōu)化的前提和基礎， 是提升新能源消納能力的重要技術支撐。

 

　　電力系統(tǒng)生產模擬是在一定的負荷條件下， 模擬各種電源運行狀況和發(fā)用電平衡的一種仿真方法。 生產模擬仿真方法有兩個分支，一個是隨機生產模擬， 即， 考慮負荷概率特性以及發(fā)電機組運行及受迫停運等概率特征對系統(tǒng)運行的隨機影響而進行的生產模擬； 一個是時序生產模擬， 即， 考慮負荷曲線隨時間變化的特性，逐個時間斷面模擬電力系統(tǒng)發(fā)用電平衡情況， 兩種方法都廣泛應用于電力系統(tǒng)規(guī)劃、 運行、電力市場分析等方面。時序生產模擬方法基于電力 系 統(tǒng)最基本的實時生產過程，保證每個時間斷面各種電源發(fā)出的電力以及聯(lián)絡線輸送電力與負荷需求保持相等， 并將時間斷面向前不斷推進。 由于各時間斷面之間具有連續(xù)性， 時間間隔確定， 任何一個時間斷面過渡到下一個時間斷面時，應滿足電力系統(tǒng)運行的各種邊界條件， 比如， 只有運行的機組能夠在功率調節(jié)范圍內提供功率、 機組功率由較小的功率增加到較大功率的限制等。目 前， 該技術已經應用于公司“三北”地區(qū)省級電網新能源消納能力計算， 及公司新能源發(fā)電年度運行方式計算中，同時在公司相關部門開展大用戶 直購電、 新能源與抽蓄聯(lián)合運行、 省間聯(lián)絡線靈活調整、 2020 特高壓網架下新能源消納分析等多項工作的研究決策中得到了應用。

 

　　本技術主要解決以下問題：

 

　　（1） 新能源優(yōu)化規(guī)劃； 新能源接納能力分析計算；

 

　?。?） 含新能源的電網運行方式計算；區(qū)域電網聯(lián)絡線運行方式優(yōu)化計算； 冬季供熱期供熱機組運行方式優(yōu)化計算；

 

　　（3） 新能源并網對電力系統(tǒng)運行的影響研究； 促進新能源消納能力的措施研究；

 

　?。?）電力市場環(huán)境下新能源消納政策影響量化分析； 新能源參與電力市場運行經濟性分析。

 

　　二、 適用條件

 

　?。?） 適用于有大規(guī)模風電/光伏中長期規(guī)劃的電網及相關政府機構；

 

　?。?） 調管范圍內新能源發(fā)電占最大負荷超過 10%的電網調度機構；

 

　?。?） 電力市場化改革試點區(qū)域的省級以上電網。

 

　　三、 推廣應用計劃

 

　　2016～2018 年， 在“三北”地區(qū)所有省級調度控制中心開展應用。

 

　　2019～2021 年， 在國網范圍內所有省級調度控制中心開展應用， 全網技術應用覆蓋率和實用化率達到 100%。

 

　　11.3 新能源理論發(fā)電能力計算技術

 

　　一、 技術原理與特點

 

　　新能源理論發(fā)電能力計算是指綜合利用新能源場站地理環(huán)境信息、 場站布局信息、 實測氣象資源信息等， 以新能源發(fā)電原理為基礎，在充分考慮新能源發(fā)電設備相互影響、 地形地貌影響等因素下， 通過相關方法計算新能源場站在給定時間內的理論可發(fā)電量。

 

　　通過新能源理論發(fā)電能力計算可提供新能源場站的理論最大發(fā)電量， 為新能源場站評估運行管理水平、 科學合理評估新能源棄風/棄光電量提供科學依據。 同時， 基于理論功率計算的新能源發(fā)電能力評估結果還能為新能源功率預測精度提升、 實時有功控制等提供基礎數(shù)據。國外對新能源發(fā)電能力計算的研究和應用主要體現(xiàn)在新能源資源的評估和計算，通過新能源資源的評估指導新能源開發(fā)利用； 隨著近年來我國新能源棄風/棄光等問題的突顯， 新能源發(fā)電能力計算的技術需求日益強烈。與資源評估方法相對， 新能源發(fā)電能力計算以電量為目標， 需綜合突破發(fā)電單元間相互影響、 地形地貌對資源分布的影響、 基礎數(shù)量質量差、 計算量龐大等技術難題。

 

　　二、 適用條件

 

　?。?） 適用于我國不同地理條件和氣候條件下的新能源電站， 應用對象為新能源場站及各級電網調控中心；

 

　?。?） 風電場需在場站 5km 范圍內建立實時測風塔， 具備包括風機輪轂高度在內的至少三個不同層高的風速、 風向測量， 數(shù)據采集時間間隔為 5min；

 

　　（3） 光伏電站需要在場站內建立包含測光設備的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可測量太陽總輻照強度度和直射輻照強度， 時間分辨率為 5min。

 

　?。?） 新能源場站需要建立可靠的集中數(shù)據庫以及調度端與場站端安全可靠的上行數(shù)據通道，將風電場測風塔的測風數(shù)據、光伏電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的測光數(shù)據傳送到調控機構。

 

　　三、 推廣應用計劃

 

　　2016～2018 年， 實現(xiàn)該技術在三北地區(qū)省級及以上調度機構的推廣應用。

 

　　2019～2021 年， 實現(xiàn)對公司范圍內所有新能源裝機超過100 萬千瓦的省區(qū)全覆蓋。