新能源场站调度管理优化分析

刘辉勇

摘要：年来，新能源进入快速发展阶段。随着新能源大规模接入电网，风电、光伏等新能源表现出的剧烈波动性和间歇性加大了发电侧不确定性，给电网的功率平衡和安全稳定运行带来了严峻挑战。由于电网对间歇性能源的消纳能力有限，为了确保电力系统安全稳定运行，在部分时间段内，将被迫放弃风电场和光伏电站等新能源出力。希望通过本文的分析研究，给我国新能源场站调度管理的优化做出贡献。

关键词：新能源场站；风电；光伏；调度管理；流程优化；发电量

引言

新能源出力具有随机性#波动性和不稳定性，受地形地貌影响，新能源资源空间分布差异大；受机组特性影响，新能源场站发电量差异大"综合考虑了资源#发电设备差异化对新能源发电的影响，提出了新能源场站公平调度的综合指标体系；并运用层次分析法进行评估，计算得到各新能源场站的权重评分"在保证电网安全和最大化消纳新能源出力的基础上，结合评分提出了新能源场站公平调度模型，保障了调度公平性"利用某实际电网数据进行测试，结果验证了该调度方法的有效性，为调度机构的决策提供了一定的科学依据"

1资源、设备差异对新能源出力影响

中国太阳能、风能资源十分丰富，光伏电站、风力电站数量众多。其中风能资源主要分布于“三北”及东南沿海地区，内蒙、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等省区已经建立了大型风电基地。中国新能源分布存在明显的地域差异性，不同地区的资源分布不同，各新能源场站出力情况不同。对于光伏电站，温度和辐射量（光照强度）是影响出力的主要因素。选取北京、山东、浙江三地规模基本相同的光伏电站，忽略其他因素影响，基于历史数据统计三地月平均温度、月平均辐射量、月平均有效利用小时和月平均发电量（1MW）.

2新能源调度的特点

由于中国新能源发展速度快、建设集中，受局部地区电网输送能力以及全网调峰能力等因素限制，部分地区已无法全额消纳新能源。为保证系统运行安全，必须开展新能源调度，制定新能源发电计划，以保证新能源的最大化消纳和电力系统的安全运行。同时，中国新能源发电采用大规模集中式接入，场站数量远远大于常规电源，新能源集中接入规模大，送出问题及调度运行管理问题突出。以甘肃电网为例进行说明，甘肃全省有52座风电场、94座光伏电站，其中敦煌变电站汇集28座风电场、13座光伏电站。预计到2020年，新能源集中开发的省级电网的新能源电站数将超过500个，分布式发电系统将近万个。再加之新能源的不确定性，新能源调度优化求解及运行管理难度极大，新能源调度更加复杂，必须建设新能源调度技术支持系统，实现对新能源的优化调度。由此可见，新能源调度是为了保证新能源最大化消纳、协助电网安全稳定运行而采用的一种有效管理手段。同时它也是电网调度的一部分，其目的是将波动性强、场站数量众多的新能源进行精细化管理，为电网调度提供技术支撑。为了保证电网安全稳定运行、促进新能源并网运行规范化管理，新能源调度应能够实时监测场（站）功率和变化趋势，预测风电（光伏）发电功率，在此基础上制定合理的风电场（光伏电站）发电计划，并通过对风电场（光伏电站）的并网运行特性进行评价，以加强对场站的管理，协调优化新能源与常规电源的调度，支撑全系统安全稳定运行，提高系统新能源利用率，即新能源调度应包含新能源实时监测、预测、调度计划与控制、辅助决策等方面的内容。由于上述部分功能是传统调度技术支持系统不具备的，因此必须基于D5000平台开发新能源调度技术支持系统，并与传统调度技术支持系统相配合，以保证大规模新能源接入的电力系统安全稳定运行。

3调度管理工作优化分析

3.1流程优化

优化后的设备计划检修调度管理工作流程中，增加了年度检修计划报送、编制和下达环节，地调按照统筹安排、避免重复停电、尽量缩短停电检修时间的原则编制年度检修计划；月度检修计划的编制要根据风电、光伏出力预测系统并结合天气预报信息，适当调整计划检修时间，尽可能在新能源场站出力较小时段安排计划检修工作，对于光伏电站，应充分利用夜间不能发电的时段安排计划检修工作；在批准日前停电申请时，增加了安全稳定校核、核对工作内容、提前通知相关单位做好准备工作、编制事故预案等环节；在进行计划检修时，要密切关注工作进展情况。优化后的调度管理工作流程可缩短新能源场站的计划停电时间，减少发电量损失，保障检修工作的安全性。

3.2設备临时检修

优化后的设备临时检修调度管理工作流程中，在处理非危急缺陷时，在保证安全运行的前提下，由根据缺陷情况向省调申请控制新能源场站出力变更为尽可能不影响新能源场站出力；由新能源场站组织消缺变更为地调组织消缺，根据风电、光伏出力预测系统并结合天气预报信息，尽可能在新能源场站出力较小时段安排临时检修工作；开通办理检修申请绿色通道，减少新能源场站到地调办理检修申请的环节，并提前通知相关单位做好准备工作；消缺过程中，密切关注工作进展情况，并做好恢复运行的准备工作；试验合格后，免去开具并提交试验报告的环节。在处理危急缺陷时，由新能源场站组织故障抢修变更为地调组织；更换故障设备后，由新能源场站协调各专业审核充电方案变更为地调组织；故障抢修过程中，密切关注故障抢修工作进展情况，并做好恢复运行的准备工作；试验合格后，免去开具并提交试验报告的环节。优化后的调度管理工作流程可缩短新能源场站的临时检修停电时间，减少发电量损失。

3.3提高调度管理工作的协同联动能力

在新能源场站调度运行管理工作中，应加强与变电站值班员、新能源场站值班员及设备运维单位的沟通联络，避免出现检修设备已经停电而检修人员还未到达现场，多个检修工作协调配合不紧密不能同时完工以及延误停、送电的情况发生，提高与上述单位的协同联动调度能力。对于新能源场站的设备计划检修工作，调度员应提前1d通知变电站值班员、新能源场站值班员和运维单位有关计划工作的主要内容、工作时间、安全措施、注意事项等；停电前，应确保相关人员已到位并具备开工条件；工作中，应密切关注工作进展情况；工作结束后，询问工作完成情况及遗留问题，具备送电条件后立即恢复运行。对于新能源场站的设备临时检修工作，在接到运行值班员的缺陷汇报后，应立即判断是否为危急缺陷。若为危急缺陷，则第一时间通知运维单位排除故障；若为非危急缺陷，则令运行值班员加强监视，并通知运维单位在发电量损失较小时段除故障。故障排除后，应密切跟踪设备健康水平。对于新能源场站的事故处理工作，在接到运行值班员故障跳闸情况汇报后，立即令运行值班员调相关故障信息，检查一、二次设备，进行事故处置；故障隔离后，第一时间通知设备运维单位故障情况，安排故障设备检修；故障排除后，密切跟踪设备健康水平。

结语

新能源场站调度管理优化后，一方面增强了调度与变电站，新能源场站，修试、运维单位的联动和协同调度能力，另一方面，缩短了各种因素造成的新能源场站少发、停发电时间。

参考文献

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[2]刘德伟，黄越辉，王伟胜，等.考虑调峰和电网输送约束的省级系统风电消纳能力分析[J].电力系统自动化，2011，35（22）：77-81.

（作者单位：许继电源有限公司）