先行先試創(chuàng)樣板科技賦能助“雙碳”

■國網(wǎng)河北保定供電公司龐鵬飛 龐龍光 甘瑞研 時珉

8 月21日，在河北省保定市徐水區(qū)太和莊村，國網(wǎng)河北保定供電公司（以下簡稱“保定供電”）末端能源聚合體智能管理系統(tǒng)正式上線運行，該技術(shù)可就地統(tǒng)籌分布式儲能等可控源荷資源，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)友好自治和有源配電網(wǎng)末端微平衡。這是自2021年7月國家電網(wǎng)有限公司新型電力系統(tǒng)分布式新能源調(diào)度綜合試點落地保定以來，保定供電又一次為分布式光伏科學(xué)有序發(fā)展積累了經(jīng)驗。

試點建設(shè)區(qū)位優(yōu)勢凸顯

作為世界自然基金會“中國低碳城市發(fā)展項目”首批兩個試點城市之一，保定擁有集電力高校集群、風(fēng)光電產(chǎn)業(yè)集群、氫能示范集群為一體的新能源特色產(chǎn)業(yè)體系，在資源稟賦、產(chǎn)業(yè)完備、政策激勵等多重因素下，區(qū)域新能源發(fā)展迅猛。

保定市新能源裝機容量連續(xù)13 年高速增長，截至2022年7月達593.9萬千瓦，已超過常規(guī)電源裝機容量；其中分布式新能源裝機容量達332.7萬千瓦。僅以分布式光伏為例，其裝機容量從2013年的0.13 萬千瓦井噴至2021 年的259.9 萬千瓦，近10 年時間增長了2000 倍。從2013 年國網(wǎng)河北電力第一戶分布式光伏在保定電網(wǎng)并網(wǎng)，到如今保定地區(qū)分布式光伏客戶已經(jīng)發(fā)展至近10 萬戶，并網(wǎng)規(guī)模達到260 萬千瓦。預(yù)計到“十四五”末，保定電網(wǎng)分布式新能源裝機容量將超過550 萬千瓦。

保定光照資源豐富，光伏組件產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚。2021年7月5日，國家電網(wǎng)有限公司選取分布式新能源發(fā)展快、典型性強的保定電網(wǎng)，結(jié)合其電網(wǎng)特點和區(qū)位優(yōu)勢，開展新型電力系統(tǒng)分布式新能源調(diào)度綜合試點建設(shè)。保定供電迎難而上，挑起了探索“雙碳”目標落地實施路徑、研究構(gòu)建新型電力系統(tǒng)分布式新能源調(diào)度綜合管理體系這副重擔(dān)。

2022 年1 月，河北省出臺《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念認真做好碳達峰碳中和工作的實施意見》，提出要打造百萬千瓦級光伏發(fā)電基地，大力發(fā)展分布式光伏發(fā)電，這為“雙碳”戰(zhàn)略在保定落地實踐注入了更為強勁的動能。

技術(shù)管理“雙創(chuàng)新”助推新能源并網(wǎng)

分布式光伏信息分鐘級采集，針對戶用分布式光伏的全過程涉網(wǎng)管控，具備光伏調(diào)節(jié)的智能配電物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)……一年多的時間里，保定供電緊緊把牢科技創(chuàng)新這個“牛鼻子”，聚焦破解“卡脖子”的技術(shù)難點和服務(wù)分布式新能源高效優(yōu)質(zhì)并網(wǎng)，在運行機制、行業(yè)標準、數(shù)據(jù)觀測、出力調(diào)控等方面先行先試，大膽突破，填補了行業(yè)空白。

如何解決分布式電源看不見、控不了的問題，還要同步考慮有源配電網(wǎng)的安全管控問題，是該公司承擔(dān)此次試點建設(shè)的重要任務(wù)。

要解決原來分布式新能源數(shù)據(jù)信息“看不見”的問題，就要開創(chuàng)數(shù)據(jù)采集信息感知新方式，實現(xiàn)從“后知后覺看得慢”到“實時感知看得見”。保定供電依托HPLC裝置的升級改造，實現(xiàn)了對分布式光伏信息采集頻率從15分鐘/次提升至1分鐘/次，采集頻率越高，獲取的數(shù)據(jù)量越多，越能精確刻畫出分布式光伏實時指標參數(shù)。保定供電還創(chuàng)新應(yīng)用PMU裝置，實現(xiàn)對帶有分布式光伏的配變故障信息“毫秒級”捕捉，故障處置平均用時從之前的3小時降為1.5小時，有助于研究復(fù)雜潮流下的故障問題、繼電保護裝置選型。

“傳統(tǒng)的調(diào)控手段由于技術(shù)瓶頸，對控制分布式光伏的并、離網(wǎng)鞭長莫及，一旦遇到‘光伏滿發(fā)、負荷少用、富余電量無法消納’供需失衡的情況，無法進行干預(yù)，電網(wǎng)存在安全運行風(fēng)險。因此，在我們‘看得見’數(shù)據(jù)信息以后，亟須解決的就是‘夠不著’的問題?！北６ü╇娬{(diào)控中心主任高巖說。

對此，該公司在國家電網(wǎng)有限公司首創(chuàng)基于用電信息采集系統(tǒng)的分布式遠程控制手段，實現(xiàn)從“鞭長莫及控不了”到“手段經(jīng)濟控得好”。這種控制手段將每塊智能光伏電表都改造成了控制終端，無需增加新硬件和較多投資，具有極強的經(jīng)濟性和推廣價值，未來可在縣域、變電站、線路、臺區(qū)4個層面普及應(yīng)用，實現(xiàn)群調(diào)群控功能。

要想保證居民和企業(yè)分布式光伏更易、更多、更穩(wěn)地并入電網(wǎng)，規(guī)范的管理標準和流程是前提。23項分布式新能源和有源配電網(wǎng)管理規(guī)范的出臺，并網(wǎng)發(fā)電、檢修作業(yè)、應(yīng)急處置業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，分布式光伏涉網(wǎng)性能的全過程管控，保定供電主動服務(wù)分布式光伏用戶，確保用戶光伏設(shè)備平穩(wěn)入網(wǎng)。

如果說分布式光伏“并網(wǎng)穩(wěn)”是前提，那么，“并網(wǎng)準”就是關(guān)鍵，“并網(wǎng)多”就是目標，“運行好”就是成效。為此，保定供電通過對接政府有關(guān)部門，明確分布式新能源發(fā)展活躍區(qū)域，精準開展分布式新能源承載力測算和電網(wǎng)補強；提升分布式光伏功率預(yù)測準確率，在負荷峰谷時段高效利用分布式光伏群調(diào)群控功能，提升電網(wǎng)接納能力；創(chuàng)新開展有源配電網(wǎng)末端電壓控制技術(shù)研究，探索用電側(cè)低壓臺區(qū)光伏就地消納技術(shù)，助力局部電能分配微平衡，持續(xù)優(yōu)化分布式光伏并網(wǎng)質(zhì)量。

分布式光伏并網(wǎng)“穩(wěn)、準、多、好”，也將同步帶動分布式光伏生產(chǎn)、組件、安裝等上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展壯大。截至目前，已有4 方面12 項試點建設(shè)管理和技術(shù)創(chuàng)新成果被保定市政府納入分布式光伏建設(shè)管理意見，將在全市范圍內(nèi)推廣落地。

先行先試打造可復(fù)制樣板

試點建設(shè)的更大價值還在于可復(fù)制、易推廣。

保定供電將“信息透明、調(diào)控靈活、源荷互動、主配協(xié)同”定為試點建設(shè)目標，將集中式新能源場站管理經(jīng)驗推廣應(yīng)用在分布式新能源領(lǐng)域，在“十四五”期間按照“試點先行”“拓展示范”“全面深化”三個階段穩(wěn)步推進。

2022年3月，7項新型電力系統(tǒng)優(yōu)秀試點成果平滑融入雄安新區(qū)，為打造雄安新區(qū)“近零碳示范區(qū)”貢獻力量；4月，分布式光伏分鐘級采集技術(shù)已在河北省南部電網(wǎng)典型區(qū)域推廣應(yīng)用；6 月，國網(wǎng)河北電力省級分布式光伏協(xié)同控制系統(tǒng)正式建成，后續(xù)將在提升電網(wǎng)接納能力方面發(fā)揮效能……此外，分布式光伏涉網(wǎng)性能全過程管控、分布式光伏群調(diào)群控等4 項技術(shù)創(chuàng)新成果已納入國家電網(wǎng)公司分布式光伏調(diào)度解決方案，逐步在國家電網(wǎng)公司供電區(qū)域落地推廣。

“經(jīng)過一年的努力，‘能監(jiān)測、能預(yù)測、能控制、能支撐、能管理’的區(qū)域新型電力系統(tǒng)綜合管理體系已現(xiàn)雛形，我們將繼續(xù)深化建設(shè)集約監(jiān)控更加全面、負荷預(yù)測更加精準、電網(wǎng)調(diào)節(jié)更加有序、綜合調(diào)度更加優(yōu)化、電網(wǎng)支撐更加有力、政企協(xié)同更加流暢的新型電力系統(tǒng)示范區(qū)?！北６ü╇娬{(diào)控中心主任高巖說。

“十四五”期間，保定供電將把光儲、微網(wǎng)和鄉(xiāng)村振興能源轉(zhuǎn)型相結(jié)合，探索多能互補、荷源互動的技術(shù)路線，不只是在雄安新區(qū)，在徐水太和莊村、童莊村等地陸續(xù)打造綠色近零碳示范區(qū)。項目建設(shè)將繼續(xù)按照試點先行、拓展示范、全面深化三個階段穩(wěn)步推進，在降低新能源接入風(fēng)險、提升電網(wǎng)新能源消納能力、節(jié)約新能源消納成本等方面，提供可借鑒、可復(fù)制、可推廣的新模式，為能源電力行業(yè)實現(xiàn)碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標提供“保定經(jīng)驗”?！?/p>