可中斷負(fù)荷與分布式電源在配電網(wǎng)中的彈性互動(dòng)建設(shè)與應(yīng)用典型經(jīng)驗(yàn)

李云飛，田 晨，韓繼承，周永漢，陳仕明

（1.國(guó)網(wǎng)浙江江山市供電公司，浙江 江山324100；2.國(guó)網(wǎng)浙江衢州市供電公司，浙江 衢州324000）

1 專業(yè)管理的目標(biāo)描述

1.1 專業(yè)管理的理念或策略

以國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司建設(shè)多元融合高彈性電網(wǎng)“三個(gè)理念”為指引，以建設(shè)高彈性配電網(wǎng)為方向，從網(wǎng)架特點(diǎn)、電源情況、負(fù)荷分布3個(gè)角度，深入挖掘配電網(wǎng)可控資源，建立可控資源彈性互動(dòng)工作機(jī)制，提升配網(wǎng)調(diào)控機(jī)構(gòu)彈性調(diào)控能力，以最小的投入，在保障安全的前提下實(shí)現(xiàn)局部配電網(wǎng)供電能力的提升。

1.2 專業(yè)管理的范圍和目標(biāo)

主要覆蓋秒級(jí)可中斷負(fù)荷建設(shè)的全過程、梯級(jí)電站全流域彈性調(diào)節(jié)能力提升的全過程、測(cè)算光伏電站的支撐功率，以及調(diào)控部門通過合理安排檢修計(jì)劃，發(fā)揮秒級(jí)可中斷負(fù)荷、分布式光伏、梯級(jí)水電站等可調(diào)資源作用，在保障安全的前提下，提升局部電網(wǎng)供電能力工作的全過程。從而實(shí)現(xiàn)秒級(jí)可中斷負(fù)荷與梯級(jí)水電站、分布式光伏在計(jì)劃?rùn)z修方式下彈性互動(dòng)及故障處置工作流程的制定，指導(dǎo)調(diào)控機(jī)構(gòu)開展實(shí)踐應(yīng)用。

1.3 專業(yè)管理的指標(biāo)體系及目標(biāo)值

以完成秒級(jí)可中斷負(fù)荷建設(shè)任務(wù)以及提升局部電網(wǎng)供電能力為目標(biāo)，建立專業(yè)管理的指標(biāo)體系，設(shè)立目標(biāo)值，如表1所示。

2 專業(yè)管理的主要做法

2.1 主要流程說明

2.1.1 與分布式電源彈性互動(dòng)的秒級(jí)可中斷負(fù)荷

調(diào)控中心牽頭組織營(yíng)銷部、安監(jiān)部、施工單位等部門成立了秒級(jí)可中斷負(fù)荷建設(shè)專項(xiàng)工作小組。從網(wǎng)架、電源、負(fù)荷3個(gè)方面總結(jié)出電網(wǎng)負(fù)荷特點(diǎn)，結(jié)合這些特點(diǎn)，開展秒級(jí)可中斷負(fù)荷應(yīng)用場(chǎng)景分析，確定局部電網(wǎng)在正常方式下供電能力不足、在檢修方式下（變電站高壓側(cè)全停檢修、主變檢修、10 kV“手拉手”線路一側(cè)電源檢修等）供電能力不足、以及電網(wǎng)故障引發(fā)斷面越限3種典型場(chǎng)景。

按照“調(diào)控劃區(qū)、營(yíng)銷選點(diǎn)”方案來保障秒級(jí)可中斷負(fù)荷選點(diǎn)的精確。調(diào)控部門根據(jù)省市公司要求和應(yīng)用場(chǎng)景需要，通過“三葉草”模型，進(jìn)行秒級(jí)可中斷負(fù)荷接入劃區(qū)，營(yíng)銷部確定秒級(jí)可中斷負(fù)荷清冊(cè)。以“準(zhǔn)備到位、人員到位、安全到位、工作到位”4個(gè)到位，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全高效。

2.1.2 梯級(jí)電站全流域彈性調(diào)節(jié)能力提升

建立一套將梯級(jí)電站作為可控電源的工作方法。以庫(kù)容電站為起點(diǎn)，按照地理流域進(jìn)行梳理，形成完備的上下級(jí)關(guān)系，形成流域?qū)蛹?jí)圖。建立電網(wǎng)-庫(kù)容電站-梯級(jí)電站三方協(xié)同機(jī)制。調(diào)控中心牽頭，加強(qiáng)庫(kù)容電站與梯級(jí)電站協(xié)同管理。建立年度網(wǎng)廠聯(lián)席會(huì)和月度檢修例會(huì)制度，同一流域電站建立工作群，提升同一流域電站發(fā)電和檢修協(xié)同性。測(cè)算梯級(jí)電站與庫(kù)容電站發(fā)電功率以及時(shí)間的相關(guān)性，形成上下級(jí)電站發(fā)電功率和發(fā)電時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系庫(kù)。協(xié)調(diào)檢修與發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)彈性調(diào)控。

2.1.3 分布式光伏電站支撐功率測(cè)算

光伏支撐功率即為將光伏電站作為可靠支撐電源時(shí)，測(cè)算的其帶負(fù)荷能力。主要是通過歷史負(fù)荷特性曲線和光伏發(fā)電特性曲線對(duì)比分析，確定光伏可控時(shí)間段，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，建立可控時(shí)間段下的光伏電站在典型溫度發(fā)電效率表，如表2所示。

表2 光伏電站在典型溫度和氣象條件下發(fā)電效率對(duì)應(yīng)表

檢修計(jì)劃的安排可以根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，選擇合適的天氣進(jìn)行，在一定程度上利用光伏電站作為電源支撐，提升局部電網(wǎng)的供電能力。

2.1.4 建立源荷彈性互動(dòng)調(diào)控工作流程

計(jì)劃?rùn)z修方式下，梯級(jí)電站與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程如圖1所示。

圖1 計(jì)劃?rùn)z修方式下梯級(jí)電站與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程圖

計(jì)劃?rùn)z修方式下，分布式光伏與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程如圖2所示。

圖2 計(jì)劃?rùn)z修方式下分布式光伏與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程圖

電網(wǎng)故障導(dǎo)致斷面越限，梯級(jí)電站與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程如圖3所示。

2.2 確保流程正常運(yùn)行的人力資源保證

高彈性電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)可控資源建設(shè)和應(yīng)用工作縱向涉及省公司、地市公司、縣區(qū)調(diào)控3 級(jí)機(jī)構(gòu)，橫向覆蓋運(yùn)檢部、營(yíng)銷部、發(fā)展建設(shè)部、工程公司等部門，各相關(guān)部門加強(qiáng)橫向協(xié)同和縱向貫通，及時(shí)跟進(jìn)，共同推進(jìn)工作開展，

圖3 故障狀態(tài)下梯級(jí)電站與秒級(jí)可中斷負(fù)荷彈性互動(dòng)應(yīng)用流程

2.3 保證流程正常運(yùn)行的專業(yè)管理的績(jī)效考核與控制

由專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組制定彈性電網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用評(píng)價(jià)管理機(jī)制，按照月、周定期管控推進(jìn)秒級(jí)可中斷負(fù)荷建設(shè)。

建立課題創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)開展梯級(jí)電站全流域管控水平提升、分布式光伏電站支撐功率預(yù)測(cè)及相應(yīng)實(shí)踐研究。

建立安全風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制，管控課題的各項(xiàng)試驗(yàn)安全有序。

3 評(píng)估與改進(jìn)

3.1 專業(yè)管理的評(píng)估方法

3.1.1 指標(biāo)評(píng)估

可中斷負(fù)荷規(guī)模占比（秒級(jí)）已達(dá)100%。梯級(jí)電站彈性調(diào)節(jié)能力提升覆蓋率已達(dá)100%。分布式光伏電站可控功率測(cè)算覆蓋率已達(dá)100%。

3.1.2 場(chǎng)景模擬評(píng)估

電網(wǎng)檢修方式供電能力提升場(chǎng)景模擬：計(jì)劃?rùn)z修方式下局部電網(wǎng)供電能力提升量>1，有效提升局部電網(wǎng)供電能力。

電網(wǎng)故障場(chǎng)景模擬：電網(wǎng)故障負(fù)荷損失對(duì)比度<1，可有效降低電網(wǎng)故障導(dǎo)致的負(fù)荷損失；電網(wǎng)故障經(jīng)濟(jì)損失對(duì)比度<1，可有效降低電網(wǎng)故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 專業(yè)管理存在的問題

秒級(jí)中斷負(fù)荷和可控小電源互動(dòng)應(yīng)用方案還不足以體現(xiàn)所有情況，對(duì)應(yīng)的考核指標(biāo)體系也需要相應(yīng)地逐步跟進(jìn)完善。光伏電站支撐功率測(cè)算模型較為粗糙，光伏電站效能發(fā)揮不夠。

3.3 今后的改進(jìn)方向或?qū)Σ?/h3>

依托光伏電站歷史數(shù)據(jù)，選擇合適的大數(shù)據(jù)分析方法，探尋分布式光伏的發(fā)電規(guī)律，提升光伏電站支撐功率測(cè)算精度，更深入挖掘光伏電站潛力。逐步完善源荷互動(dòng)彈性調(diào)度制度建設(shè)，將源荷互動(dòng)彈性調(diào)控作為調(diào)控工作提升重點(diǎn)方向，充分發(fā)揮調(diào)控機(jī)構(gòu)在提升電網(wǎng)彈性方面的作用。

3.4 推廣范圍及價(jià)值評(píng)估

在直流輸電、光伏發(fā)電等非同步電源占比越來越大的現(xiàn)代電網(wǎng)中，通過建立與直流輸電功率和光伏發(fā)電容量相當(dāng)?shù)拿爰?jí)可中斷負(fù)荷，可有效應(yīng)對(duì)直流故障、日食等不可控因素帶給電網(wǎng)的沖擊，以最小的代價(jià)來換取大電網(wǎng)的安全，具有重大意義。

局部電網(wǎng)中，在正常運(yùn)行方式下，通過可控電源與秒級(jí)可中斷負(fù)荷配合，可提升單線或單變帶負(fù)荷能力，減少局部電網(wǎng)投資。

在檢修方式下，局部電網(wǎng)供電能力不足時(shí)，可通過分布式電源和可中斷負(fù)荷配合，提升局部電網(wǎng)供電能力，減少計(jì)劃限電容量，同時(shí)保障局部電網(wǎng)安全。

220 V/380 V低壓光伏廣泛接入，通過提升分布式光伏發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率，測(cè)算局部供電范圍內(nèi)低壓分布式光伏的支撐功率，可實(shí)現(xiàn)分布式光伏與秒級(jí)可中斷負(fù)荷互動(dòng)，更廣泛地提升局部電網(wǎng)彈性。