11 新能源發電及并網

 

　　11.1 新能源優先調度與后評估技術

 

　　一、 技術原理與特點

 

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

 

　　該技術實現新能源發電的時序遞階調度與控制， 主要技術參數參見下表：

 

　　新能源場站優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。新能源優先調度后評估的主要指標： 新能源發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、 新能源發電斷面受限時段通道利用率。 每日 對前一日 優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電以分布式為主且靈活調節電源充裕， 新能源發電通過日 前和日 內市場競價消納。本技術針對我國新能源發電以大規模集中接入為主， 燃煤火電比重大、 電力市場機制不完善的現狀， 采用時序遞階、 滾動協調的新能源發電計劃區間調度方法， 將新能源發電有效納入調度運行，充分挖掘電力系統消納新能源發電的潛力。 該技術已在“三北”新能源富集地區試點應用， 顯著提升了 以上地區的新能源發電利用率。

 

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

 

　　二、 適用條件

 

　　（1） 適用于有風電/光伏發電并網的國調、分中心、 省調；

 

　　（2） 與新能源場站需建立通信通道；

 

　　（3） 新能源場站需及時準確上傳運行數據并接收調度指令。

 

　　三、 推廣應用計劃

 

　　2016 ~ 2018 年， 在“三北”地區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， 通過電力系統時序生產模擬的方法， 優化新能源與常規電源運行方式，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對于具有出力波動特性的新能源發電的接納能力， 是新能源和常規電源制定合理的年/月 電量計劃、 在線協調優化的前提和基礎， 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電機組運行及受迫停運等概率特征對系統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發用電平衡情況， 兩種方法都廣泛應用于電力系統規劃、 運行、電力市場分析等方面。時序生產模擬方法基于電力 系 統最基本的實時生產過程，保證每個時間斷面各種電源發出的電力以及聯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”地區省級電網新能源消納能力計算， 及公司新能源發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、 新能源與抽蓄聯合運行、 省間聯絡線靈活調整、 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） 新能源優化規劃； 新能源接納能力分析計算；

 

　　（2） 含新能源的電網運行方式計算；區域電網聯絡線運行方式優化計算； 冬季供熱期供熱機組運行方式優化計算；

 

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

 

　　（4）電力市場環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

 

　　（1） 適用于有大規模風電/光伏中長期規劃的電網及相關政府機構；

 

　　（2） 調管范圍內新能源發電占最大負荷超過 10%的電網調度機構；

 

　　（3） 電力市場化改革試點區域的省級以上電網。

 

　　三、 推廣應用計劃

 

　　2016～2018 年， 在“三北”地區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 新能源理論發電能力計算技術

 

　　一、 技術原理與特點

 

　　新能源理論發電能力計算是指綜合利用新能源場站地理環境信息、 場站布局信息、 實測氣象資源信息等， 以新能源發電原理為基礎，在充分考慮新能源發電設備相互影響、 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電量。

 

　　通過新能源理論發電能力計算可提供新能源場站的理論最大發電量， 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據。國外對新能源發電能力計算的研究和應用主要體現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， 新能源發電能力計算以電量為目標， 需綜合突破發電單元間相互影響、 地形地貌對資源分布的影響、 基礎數量質量差、 計算量龐大等技術難題。

 

　　二、 適用條件

 

　　（1） 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；

 

　　（2） 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境監測系統，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。

 

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

 

　　三、 推廣應用計劃

 

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

 

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