新能源場(chǎng)站調(diào)度管理優(yōu)化分析

劉輝勇

摘要：年來，新能源進(jìn)入快速發(fā)展階段。隨著新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，風(fēng)電、光伏等新能源表現(xiàn)出的劇烈波動(dòng)性和間歇性加大了發(fā)電側(cè)不確定性，給電網(wǎng)的功率平衡和安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于電網(wǎng)對(duì)間歇性能源的消納能力有限，為了確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在部分時(shí)間段內(nèi)，將被迫放棄風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站等新能源出力。希望通過本文的分析研究，給我國新能源場(chǎng)站調(diào)度管理的優(yōu)化做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：新能源場(chǎng)站；風(fēng)電；光伏；調(diào)度管理；流程優(yōu)化；發(fā)電量

引言

新能源出力具有隨機(jī)性#波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，受地形地貌影響，新能源資源空間分布差異大；受機(jī)組特性影響，新能源場(chǎng)站發(fā)電量差異大"綜合考慮了資源#發(fā)電設(shè)備差異化對(duì)新能源發(fā)電的影響，提出了新能源場(chǎng)站公平調(diào)度的綜合指標(biāo)體系；并運(yùn)用層次分析法進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算得到各新能源場(chǎng)站的權(quán)重評(píng)分"在保證電網(wǎng)安全和最大化消納新能源出力的基礎(chǔ)上，結(jié)合評(píng)分提出了新能源場(chǎng)站公平調(diào)度模型，保障了調(diào)度公平性"利用某實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果驗(yàn)證了該調(diào)度方法的有效性，為調(diào)度機(jī)構(gòu)的決策提供了一定的科學(xué)依據(jù)"

1資源、設(shè)備差異對(duì)新能源出力影響

中國太陽能、風(fēng)能資源十分豐富，光伏電站、風(fēng)力電站數(shù)量眾多。其中風(fēng)能資源主要分布于“三北”及東南沿海地區(qū)，內(nèi)蒙、甘肅、河北、吉林、新疆、江蘇沿海等省區(qū)已經(jīng)建立了大型風(fēng)電基地。中國新能源分布存在明顯的地域差異性，不同地區(qū)的資源分布不同，各新能源場(chǎng)站出力情況不同。對(duì)于光伏電站，溫度和輻射量（光照強(qiáng)度）是影響出力的主要因素。選取北京、山東、浙江三地規(guī)模基本相同的光伏電站，忽略其他因素影響，基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)三地月平均溫度、月平均輻射量、月平均有效利用小時(shí)和月平均發(fā)電量（1MW）.

2新能源調(diào)度的特點(diǎn)

由于中國新能源發(fā)展速度快、建設(shè)集中，受局部地區(qū)電網(wǎng)輸送能力以及全網(wǎng)調(diào)峰能力等因素限制，部分地區(qū)已無法全額消納新能源。為保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，必須開展新能源調(diào)度，制定新能源發(fā)電計(jì)劃，以保證新能源的最大化消納和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，中國新能源發(fā)電采用大規(guī)模集中式接入，場(chǎng)站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)電源，新能源集中接入規(guī)模大，送出問題及調(diào)度運(yùn)行管理問題突出。以甘肅電網(wǎng)為例進(jìn)行說明，甘肅全省有52座風(fēng)電場(chǎng)、94座光伏電站，其中敦煌變電站匯集28座風(fēng)電場(chǎng)、13座光伏電站。預(yù)計(jì)到2020年，新能源集中開發(fā)的省級(jí)電網(wǎng)的新能源電站數(shù)將超過500個(gè)，分布式發(fā)電系統(tǒng)將近萬個(gè)。再加之新能源的不確定性，新能源調(diào)度優(yōu)化求解及運(yùn)行管理難度極大，新能源調(diào)度更加復(fù)雜，必須建設(shè)新能源調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的優(yōu)化調(diào)度。由此可見，新能源調(diào)度是為了保證新能源最大化消納、協(xié)助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行而采用的一種有效管理手段。同時(shí)它也是電網(wǎng)調(diào)度的一部分，其目的是將波動(dòng)性強(qiáng)、場(chǎng)站數(shù)量眾多的新能源進(jìn)行精細(xì)化管理，為電網(wǎng)調(diào)度提供技術(shù)支撐。為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)新能源并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)范化管理，新能源調(diào)度應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)（站）功率和變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)風(fēng)電（光伏）發(fā)電功率，在此基礎(chǔ)上制定合理的風(fēng)電場(chǎng)（光伏電站）發(fā)電計(jì)劃，并通過對(duì)風(fēng)電場(chǎng)（光伏電站）的并網(wǎng)運(yùn)行特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)站的管理，協(xié)調(diào)優(yōu)化新能源與常規(guī)電源的調(diào)度，支撐全系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)新能源利用率，即新能源調(diào)度應(yīng)包含新能源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、調(diào)度計(jì)劃與控制、輔助決策等方面的內(nèi)容。由于上述部分功能是傳統(tǒng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)不具備的，因此必須基于D5000平臺(tái)開發(fā)新能源調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)相配合，以保證大規(guī)模新能源接入的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3調(diào)度管理工作優(yōu)化分析

3.1流程優(yōu)化

優(yōu)化后的設(shè)備計(jì)劃檢修調(diào)度管理工作流程中，增加了年度檢修計(jì)劃報(bào)送、編制和下達(dá)環(huán)節(jié)，地調(diào)按照統(tǒng)籌安排、避免重復(fù)停電、盡量縮短停電檢修時(shí)間的原則編制年度檢修計(jì)劃；月度檢修計(jì)劃的編制要根據(jù)風(fēng)電、光伏出力預(yù)測(cè)系統(tǒng)并結(jié)合天氣預(yù)報(bào)信息，適當(dāng)調(diào)整計(jì)劃檢修時(shí)間，盡可能在新能源場(chǎng)站出力較小時(shí)段安排計(jì)劃檢修工作，對(duì)于光伏電站，應(yīng)充分利用夜間不能發(fā)電的時(shí)段安排計(jì)劃檢修工作；在批準(zhǔn)日前停電申請(qǐng)時(shí)，增加了安全穩(wěn)定校核、核對(duì)工作內(nèi)容、提前通知相關(guān)單位做好準(zhǔn)備工作、編制事故預(yù)案等環(huán)節(jié)；在進(jìn)行計(jì)劃檢修時(shí)，要密切關(guān)注工作進(jìn)展情況。優(yōu)化后的調(diào)度管理工作流程可縮短新能源場(chǎng)站的計(jì)劃停電時(shí)間，減少發(fā)電量損失，保障檢修工作的安全性。

3.2設(shè)備臨時(shí)檢修

優(yōu)化后的設(shè)備臨時(shí)檢修調(diào)度管理工作流程中，在處理非危急缺陷時(shí)，在保證安全運(yùn)行的前提下，由根據(jù)缺陷情況向省調(diào)申請(qǐng)控制新能源場(chǎng)站出力變更為盡可能不影響新能源場(chǎng)站出力；由新能源場(chǎng)站組織消缺變更為地調(diào)組織消缺，根據(jù)風(fēng)電、光伏出力預(yù)測(cè)系統(tǒng)并結(jié)合天氣預(yù)報(bào)信息，盡可能在新能源場(chǎng)站出力較小時(shí)段安排臨時(shí)檢修工作；開通辦理檢修申請(qǐng)綠色通道，減少新能源場(chǎng)站到地調(diào)辦理檢修申請(qǐng)的環(huán)節(jié)，并提前通知相關(guān)單位做好準(zhǔn)備工作；消缺過程中，密切關(guān)注工作進(jìn)展情況，并做好恢復(fù)運(yùn)行的準(zhǔn)備工作；試驗(yàn)合格后，免去開具并提交試驗(yàn)報(bào)告的環(huán)節(jié)。在處理危急缺陷時(shí)，由新能源場(chǎng)站組織故障搶修變更為地調(diào)組織；更換故障設(shè)備后，由新能源場(chǎng)站協(xié)調(diào)各專業(yè)審核充電方案變更為地調(diào)組織；故障搶修過程中，密切關(guān)注故障搶修工作進(jìn)展情況，并做好恢復(fù)運(yùn)行的準(zhǔn)備工作；試驗(yàn)合格后，免去開具并提交試驗(yàn)報(bào)告的環(huán)節(jié)。優(yōu)化后的調(diào)度管理工作流程可縮短新能源場(chǎng)站的臨時(shí)檢修停電時(shí)間，減少發(fā)電量損失。

3.3提高調(diào)度管理工作的協(xié)同聯(lián)動(dòng)能力

在新能源場(chǎng)站調(diào)度運(yùn)行管理工作中，應(yīng)加強(qiáng)與變電站值班員、新能源場(chǎng)站值班員及設(shè)備運(yùn)維單位的溝通聯(lián)絡(luò)，避免出現(xiàn)檢修設(shè)備已經(jīng)停電而檢修人員還未到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，多個(gè)檢修工作協(xié)調(diào)配合不緊密不能同時(shí)完工以及延誤停、送電的情況發(fā)生，提高與上述單位的協(xié)同聯(lián)動(dòng)調(diào)度能力。對(duì)于新能源場(chǎng)站的設(shè)備計(jì)劃檢修工作，調(diào)度員應(yīng)提前1d通知變電站值班員、新能源場(chǎng)站值班員和運(yùn)維單位有關(guān)計(jì)劃工作的主要內(nèi)容、工作時(shí)間、安全措施、注意事項(xiàng)等；停電前，應(yīng)確保相關(guān)人員已到位并具備開工條件；工作中，應(yīng)密切關(guān)注工作進(jìn)展情況；工作結(jié)束后，詢問工作完成情況及遺留問題，具備送電條件后立即恢復(fù)運(yùn)行。對(duì)于新能源場(chǎng)站的設(shè)備臨時(shí)檢修工作，在接到運(yùn)行值班員的缺陷匯報(bào)后，應(yīng)立即判斷是否為危急缺陷。若為危急缺陷，則第一時(shí)間通知運(yùn)維單位排除故障；若為非危急缺陷，則令運(yùn)行值班員加強(qiáng)監(jiān)視，并通知運(yùn)維單位在發(fā)電量損失較小時(shí)段除故障。故障排除后，應(yīng)密切跟蹤設(shè)備健康水平。對(duì)于新能源場(chǎng)站的事故處理工作，在接到運(yùn)行值班員故障跳閘情況匯報(bào)后，立即令運(yùn)行值班員調(diào)相關(guān)故障信息，檢查一、二次設(shè)備，進(jìn)行事故處置；故障隔離后，第一時(shí)間通知設(shè)備運(yùn)維單位故障情況，安排故障設(shè)備檢修；故障排除后，密切跟蹤設(shè)備健康水平。

結(jié)語

新能源場(chǎng)站調(diào)度管理優(yōu)化后，一方面增強(qiáng)了調(diào)度與變電站，新能源場(chǎng)站，修試、運(yùn)維單位的聯(lián)動(dòng)和協(xié)同調(diào)度能力，另一方面，縮短了各種因素造成的新能源場(chǎng)站少發(fā)、停發(fā)電時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]朱凌志，陳寧，韓華玲.風(fēng)電消納關(guān)鍵問題及應(yīng)對(duì)措施分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（22）：

[2]劉德偉，黃越輝，王偉勝，等.考慮調(diào)峰和電網(wǎng)輸送約束的省級(jí)系統(tǒng)風(fēng)電消納能力分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（22）：77-81.

（作者單位：許繼電源有限公司）