基于源網荷儲綜合調峰資源協(xié)同方案研究

郭金茂

（中國三峽新能源（集團）股份有限公司內蒙古分公司，內蒙古 呼和浩特 010010）

引言

根據(jù)輸電線路負荷特性，參與調峰可以大大提高系統(tǒng)調峰能力。通過峰谷電價的需求側響應可以降低系統(tǒng)運行成本，具有良好的經濟性。增加能源存儲設備，改善系統(tǒng)靈活性調度，降低燃煤電廠的煤炭消耗和維護成本。新能源并網水平的持續(xù)提高對電力系統(tǒng)的調峰能力提出了更高的要求?，F(xiàn)有研究表明，利用熱電聯(lián)產機組調峰能力促進新能源消費的積極作用。但是，垂直綜合調度模式一般認為，每個發(fā)電機對電網調峰命令無條件響應，無論是否參與發(fā)電機組調峰服務。如果單位參與電網調峰，會影響自身的運行效率和費用，因此無償要求調峰服務也不無道理。在中國現(xiàn)有的調度系統(tǒng)中，調峰補償是激勵各單位在電網中主動應對調峰的有效手段。本論認為，對超過火電廠基本調峰范圍的調峰服務，應進行補償?；谡{峰補償調度模式，許多研究假定熱電聯(lián)產機組不提供 基于源-網-荷-儲調峰能力，而只對現(xiàn)有火力發(fā)電的 基于源-網-荷-儲調峰能力、調峰成本等問題進行研究。熱電聯(lián)產機組加熱限制下調峰潛力的現(xiàn)有研究一般認為，基于調峰補償機制的加熱約束簡單單模型是熱負載弱梁和熱電比約束。由于熱電聯(lián)產機組的運行受熱力系統(tǒng)復雜運行的限制，可以充分利用熱力系統(tǒng)熱存儲能力支持電力系統(tǒng)調峰，因此這種簡單的建模方法并不能反映熱電聯(lián)產機組的可用調峰能力和調峰補償激勵下參與電網調峰倡議的實際能力。本文研究了熱電聯(lián)產機組的調峰能力、調峰成本和調峰方案。充分考慮熱力系統(tǒng)的復雜運行約束，建模分析了電網中參與調峰的熱電聯(lián)供電廠的可用調峰容量和調峰成本，然后基于調峰補償機制，提出了熱電聯(lián)供調峰方案的電氣調整調度方法，最后通過實例分析驗證了本文模型和調度方法的有效性。

一、基于源-網-荷-儲調峰資源優(yōu)化配置建議

（一）發(fā)電側：優(yōu)化 基于源-網-荷-儲調峰機制：通過常規(guī)煤電機組靈活性改造，到 2025 年最大調峰能力 1 300 萬千瓦，其中深調容量約577 萬千瓦，占最大調峰能力的 44%。通過供熱機組“熱電解耦”改造，到 2025 年供熱機組基礎最大調峰能力約 180 萬千瓦，考慮供熱機組深調能力后，最大調峰能力達到465 萬千瓦?？s短常規(guī)煤電機組的開停機周期也可以改善新能源的調峰棄電。深化自備調度機制：按照西北電力電控中心相關數(shù)據(jù)進行測算，考慮 A 區(qū)自備電廠企業(yè)下網能力等因素，預計電網自備電廠可釋放調峰能力約 40 萬千瓦，占自備電廠容量的 30%左右。

（二）電網側：電網側跨區(qū)直流運行方式對系統(tǒng)調峰特性較大影響，按照送端負荷特性參與調峰，可顯著提高系統(tǒng)調峰能力。通過多種運行方式分析，2025 年通過提高部分月份凈負荷曲線低谷交直流聯(lián)網線路輸送功率，可提高系統(tǒng)調峰能力超過200 萬千瓦左右。

（三）需求側：從宏觀層面來看，主要是通過電能替代增加負荷體量，拓展基礎消納能力，預計到 2025 年將代替超過 100 億度；從微觀層面看，主要是通過需求側資源響應挖掘已有負荷資源潛力，利用市場交易和電價機制提高需求側資源潛力的發(fā)揮，通過峰谷分時電價時段和電價調整可優(yōu)化系統(tǒng)凈負荷曲線，峰段功率下降14%，谷段功率上升 11%，移峰填谷作用明顯。

二、基于源-網-荷-儲調峰對電網運行安全穩(wěn)定以及新能源電力接入的影響

源-網絡-負載-存儲調峰嚴重影響電網負載峰谷差異，導致發(fā)電廠輸出下降，發(fā)電機執(zhí)行調峰超出基本調峰范圍的工作方式。源-網絡-負荷-存儲調峰是將負荷減少到電站鍋爐最小穩(wěn)定燃燒負荷以下。源-網絡-荷蘭-存儲調峰緩解電網中出現(xiàn)的峰谷差異問題，直接減少電力浪費造成的經濟損失。在現(xiàn)有的我國電網結構中，調峰能力越高，能確保新的能源容量。目前我國發(fā)電機主要以火力發(fā)電機組為主運行，依賴火電廠的源-網-荷蘭-調峰是必然選擇。源-網絡-負載-存儲調峰通過增加調峰容量在電力系統(tǒng)中配置FM電源，使系統(tǒng)頻率處于可調節(jié)范圍內。目前，可以執(zhí)行源-網絡-負載-存儲調峰的單元容量很大，但由于調峰特性響應速度、負載跟蹤功能等原因，無法跟上施加在電網上的頻率波動?；鹆Πl(fā)電廠只能具有特定頻率段的平坦能力，火力發(fā)電廠容量范圍以外的高頻波動會影響電網。因此，目前的源-網絡-荷蘭-存儲調峰單元提高了火電廠的運行靈活性和燃料靈活性，提高了現(xiàn)有火電廠的調峰幅度、攀登能力和啟動停止速度，減少了對燃料的依賴。我將努力有效地連接電網，確保安全穩(wěn)定的電網運行。

結束語

總之，利用需求側響應的分時電價與可中斷負荷，將負荷側資源積極參與到電網調峰中，并與火電機組相結合，建立了考慮需求響應及火電機組 基于源-網-荷-儲調峰的含高比例新能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型。隨著儲能技術的不斷發(fā)展，可同時作為發(fā)電資源與負荷資源，為緩解調峰壓力帶來了新的動力。