核電帶基荷情況下福州地區(qū)小水電出力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究

黃振偉

（國網(wǎng)福州供電公司，福建 福州 350000）

核電帶基荷情況下福州地區(qū)小水電出力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究

黃振偉

（國網(wǎng)福州供電公司，福建 福州 350000）

目前，福建的核電、風(fēng)電等清潔能源占比過半，但有時新能源面臨消納問題，小水電需要承擔(dān)部分限電調(diào)峰責(zé)任?；诖?，文章提出小水電出力調(diào)整的執(zhí)行辦法，實現(xiàn)核電帶基荷情況下小水電出力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

核電帶基荷；福建地區(qū)；小水電

隨著福清、寧德核電發(fā)電機(jī)組的陸續(xù)投產(chǎn)以及沿海、山區(qū)風(fēng)電的快速發(fā)展，福建清潔能源占比過半。根據(jù)發(fā)改運行〔2017〕294號文《關(guān)于有序放開發(fā)用電計劃的通知》中的要求，各地按照中發(fā)〔2015〕9號文及配套文件精神制定優(yōu)先發(fā)電計劃，以落實國家能源戰(zhàn)略，確保滿足清潔能源、調(diào)峰機(jī)組等保障性電源的發(fā)電需求[1]。目前，福建電網(wǎng)基荷電源已由傳統(tǒng)的調(diào)峰火電機(jī)組轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰火電機(jī)組與核電機(jī)組相結(jié)合的模式，且隨著核電機(jī)組的陸續(xù)投產(chǎn)，比重不斷增加。在用電低谷時段，作為基荷的調(diào)峰火電機(jī)組和核電機(jī)組開機(jī)容量必須得到保證，導(dǎo)致其他新能源面臨消納問題。在優(yōu)先保障風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能發(fā)電的情況下，小水電需要承擔(dān)限電調(diào)峰責(zé)任[2]。因此，為保證電網(wǎng)供需平衡，省調(diào)在負(fù)荷低谷時段且水電大發(fā)的情況下，根據(jù)電網(wǎng)運行需要，對地調(diào)下達(dá)地區(qū)小水電出力調(diào)整任務(wù)。如何快速、科學(xué)地執(zhí)行地區(qū)小水電出力調(diào)整任務(wù)，實現(xiàn)地調(diào)對小水電的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，對提升地調(diào)調(diào)度精益化管理具有重要的意義。

1 福州地區(qū)小水電調(diào)節(jié)性能概況

福州地區(qū)水電資源比較豐富，主要水系有閩江、鰲江、龍江、大樟溪、安仁溪、大目溪等。截至2016年年底，全地區(qū)小水電共435座，裝機(jī)容量502.5 MW，約占全地區(qū)小電源總裝機(jī)容量66.04%。福州地區(qū)小水電多為徑流式水電站，無調(diào)節(jié)能力的水電站390座，裝機(jī)容量327.92 MW，容量占比65.3%；而具備調(diào)節(jié)能力的小水電站有45座，裝機(jī)容量174.58 MW，占比34.7%。每年3—5月的汛期，大量小水電在夜間負(fù)荷低谷時段向電網(wǎng)倒送電力，加重電網(wǎng)調(diào)峰的負(fù)擔(dān)。福州地區(qū)小水電調(diào)節(jié)性能如表1所示。

表1 福州地區(qū)小水電調(diào)節(jié)性能

續(xù)表1

2 福州地區(qū)小水電并網(wǎng)情況及調(diào)度管轄劃分

調(diào)度機(jī)構(gòu)按照“統(tǒng)一調(diào)度、分級管理”的原則，明確小水電站的調(diào)度關(guān)系。地調(diào)管轄范圍包括：直接接入地調(diào)管轄35～110 kV電壓等級且不屬省調(diào)管轄電廠的主變及機(jī)組，接入縣域35 kV電壓等級且全廠總裝機(jī)容量達(dá)10 MW及以上電廠的發(fā)電機(jī)組。縣（配）調(diào)管轄范圍包括：接入縣域35 kV電壓及以下等級10 MW以下的小水電站。

福州地區(qū)小水電大部分位于縣域的邊遠(yuǎn)山區(qū)，大部分電站總裝機(jī)在1 MW以下，并網(wǎng)點大多在10 kV分支線上，建設(shè)年代比較久，自動化通信水平不足，小水電調(diào)度對象聯(lián)系效率低下，出力限制執(zhí)行效率不佳。如表2所示，接入10 kV電網(wǎng)的小水電主要集中在閩清、永泰、羅源縣域，小水電出力由縣調(diào)調(diào)度管轄，基本屬于徑流式小水電，無調(diào)節(jié)能力，容量達(dá)233.5 MW，占比46.5%。

表2 福州地區(qū)小水電并網(wǎng)情況及調(diào)度管轄劃分

3 福州地區(qū)小水電出力調(diào)度現(xiàn)狀及存在問題

目前，在負(fù)荷低谷且雨量豐富時期，福建電網(wǎng)無法全額消納小水電上網(wǎng)電量時，地調(diào)根據(jù)省調(diào)下達(dá)的小水電出力調(diào)整指令(包括具體數(shù)值、時間要求等），在低谷時段按照總裝機(jī)容量等比例在直調(diào)水電站與縣調(diào)之間分解小水電出力限制指標(biāo)，讓有庫容的小水電站在不棄水的情況下不要發(fā)電，盡量減少全地區(qū)小水電棄水[3]。負(fù)荷高峰時段，當(dāng)與小水電并網(wǎng)點相關(guān)的電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)重載時，要求有調(diào)節(jié)能力的水電站頂峰發(fā)電，就地平衡負(fù)荷，緩解設(shè)備重載情況。其他時段小水電均無計劃發(fā)電，來水則發(fā)，全額上網(wǎng)。

以上小水電出力的調(diào)度方式，在負(fù)荷低谷時段限制小水電出力時，未綜合考慮小水電當(dāng)前出力、調(diào)節(jié)性能、庫容等因素，在執(zhí)行的過程中，存在出力限制數(shù)量分解不精確，導(dǎo)致不必要的棄水量增多或出力限制目標(biāo)達(dá)不到上級調(diào)度要求的情況。

4 綜合考慮調(diào)節(jié)性能、水庫容量、當(dāng)前出力的小水電經(jīng)濟(jì)調(diào)度策略

為實現(xiàn)小水電出力調(diào)整的精確分解，必須充分考慮電網(wǎng)當(dāng)前小水電出力、有調(diào)節(jié)性能小水電的庫容，按管轄范圍，按棄水與否分層級分解上級調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的小水電出力調(diào)整指標(biāo)，具體策略如下。

確立優(yōu)先級別，首先限制具備調(diào)節(jié)性能的、有庫容的水電站，在不棄水的情況下，盡量限制小水電站出力。結(jié)合福州地區(qū)電網(wǎng)小水電可調(diào)節(jié)容量實際分布，地調(diào)調(diào)度員在實際調(diào)度過程中，優(yōu)先限制地調(diào)直調(diào)小水電出力，其次是永泰縣調(diào)、連江縣調(diào)、福清縣調(diào)（見圖1）。

圖1 地縣（配）調(diào)所轄小水電可調(diào)節(jié)容量（MW）

在下達(dá)限制具備調(diào)節(jié)能力的小水電出力指令時，地縣（配）調(diào)綜合考慮對應(yīng)小水電當(dāng)前出力，按當(dāng)前出力占比，分解出力限制的指標(biāo)。即A小水電站出力限制值=上級調(diào)度下達(dá)的出力限制值×A小水電站當(dāng)前出力/（管轄范圍內(nèi)具備調(diào)節(jié)能力的小水電當(dāng)前總出力），精確下達(dá)出力調(diào)整指標(biāo)。

當(dāng)省調(diào)下達(dá)小水電出力限制值大于當(dāng)前具備調(diào)節(jié)能力的小水電總出力時，不棄水的情況下無法完成上級調(diào)度下達(dá)的限制指標(biāo)，必須對徑流式小水電出力進(jìn)行限制，地調(diào)按照各縣（配）調(diào)當(dāng)前小水電總出力占比，分解剩余的小水電出力限制指標(biāo)。具體經(jīng)濟(jì)調(diào)度流程如圖2所示。

圖2 福州地區(qū)小水電出力經(jīng)濟(jì)調(diào)度流程

5 結(jié)語

目前，福州地區(qū)小水電的電量和實時有功、無功等數(shù)據(jù)采集已實現(xiàn)全覆蓋、全自動，小水電信息采集的準(zhǔn)確性和真實性得到顯著提高，為小水電的經(jīng)濟(jì)調(diào)度打下堅實基礎(chǔ)。為了更好地開展地區(qū)小水電的經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作，需要做到以下4點：（1）針對部分并網(wǎng)小水電出力調(diào)整指令執(zhí)行時間較長的情況，加強(qiáng)對并網(wǎng)水電站運行值班人員進(jìn)行專業(yè)知識培訓(xùn)、開展持證上崗工作，縮短并網(wǎng)水電站調(diào)度指令執(zhí)行時間。（2）加強(qiáng)對小水電調(diào)度運行工作的考核力度，促進(jìn)小水電精確執(zhí)行出力調(diào)整。（3）根據(jù)水庫調(diào)節(jié)性能，合理下達(dá)發(fā)電計劃，緩解將來小水電消納問題。（4）加強(qiáng)小水電信息采集系統(tǒng)的維護(hù)工作，為小水電經(jīng)濟(jì)調(diào)度提供技術(shù)手段。

[1]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.關(guān)于有序放開發(fā)用電計劃的通知[Z].發(fā)改運行〔2017〕294號，2017.

[2]黃姍.福州地區(qū)小水電管理現(xiàn)狀與探索[J].電力訊息，2016（24）：178-179.

[3]黃馗，陳曉兵，牟才榮，等.廣西電網(wǎng)小水電調(diào)度管理水平提升分析與探討[J].廣西電力，2016（6）：31-34.

Research on economic dispatch of small hydropower under condition of nuclear power base-load in Fuzhou

Huang Zhenwei
(State Grid Fuzhou Power Supply Company, Fuzhou 350000, China)

At present, nuclear power, wind power and other clean energy accounted for more than half in Fujian, however, sometimes new energy sources are facing the problem of consumption, and small hydropower needs to assume partial responsibility for regulating power cuts. This paper proposes the method how to use small hydropower in power system, to realize the economic dispatch of small hydropower under condition of nuclear power base-load.

nuclear power plant; Fujian area; small hydropower

黃振偉（1983— ），男，福建福州人，工程師，碩士；研究方向：電力系統(tǒng)調(diào)度運行。