关于华东区域电网“两个细则”对安徽新能源场站影响的分析与研究
2020-01-16杜强张小雷郭强
杜强,张小雷,郭强
(中广核新能源投资(深圳)有限公司安徽分公司)
1 引言
随着风电、光伏等新能源并网装机规模的不断增加,电网消纳问题日益凸显,为保障整个电力系统的安全稳定运行,电网“两个细则”对新能源场站的考核日益严格,自2018年以来,山东、华东、新疆等地能源监管局陆续出台或调整了“两个细则”考核标准,“两个细则”考核的整体趋势越来越严格。一方面考核范围不断扩大,从最初的西北地区扩大至全国范围,2019年下半年,考核已经在全国各省份开展。另一方面,考核的场站类型也开始向分布式电站蔓延,5MW 以上的分布式项目在功率预测、AGC/AVC 等信息化方面开始全方位向集中式电站靠拢。如何避免或最大限度降低受电网“两个细则”考核也成为各新能源企业密切关注的问题之一。
2 主要考核项目
2019年 12月9日,华东能监局发布关于开展《华东区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》和《华东区域发电厂并网运行管理实施细则》正式运行工作的通知,由此华东区域电网“两个细则”在安徽落地并进入正式考核阶段。
华东区域“两个细则”主要考核内容分为调度管理、检修管理和技术管理三大部分,其中调度管理主要包括:日常调度运行管理、发电曲线偏差、调峰考核、一次调频考核、AGC(自动发电控制)考核、无功调节考核、非计划停运考核、黑启动考核、FCB(快速甩负荷)考核共9 条;检修管理主要包括:检修管理基本考核、发电厂升压站重复检修停电考核、检修超期考核3 条;技术管理主要包括:继电保护考核、通信考核、自动化考核、励磁系统和PSS 装置考核、高压侧或升压站电气设备运行方式考核、资源来源信息传送考核(功率预测考核)6 条。下文将就当前安徽区域电网已开始执行且对新能源场站影响较大的考核内容进行具体分析:
2.1 样本说明
根据2019年安徽电力数据月度简报,全省风电平均利用小时数为1809h,本文将以装机为10 万kW 的风电场作为计算样本,则该样本年上网电量为18090 万kW•h,取样本月平均上网电量 1500 万 kW•h,标杆电价 0.3844 元 /kW•h 进行考核金额计算。
2.2 调峰考核
按照《华东区域发电厂并网运行管理实施细则》(以下简称并网运行管理细则)第一章第六条规定,调峰考核主要分为:基本调峰能力未具备、调峰能力下降、与调峰辅助服务市场衔接三个部分,由于新能源场站不具备调峰能力,且《安徽电力调峰辅助服务市场运营规则》已于2020年元旦开始正式执行,故安徽区域新能源场站直接参与调峰辅助服务分摊,具体规则为:当全省燃煤火电机组进行深度调峰(安徽区域为50%额定容量以下)时,全省新能源场站根据火电深度调峰时间段内上网电量,占此时间段内全省新能源场站总上网电量占比进行分摊,分摊费用用于对参与深度调峰的火电厂进行补偿。
此项考核费用与电网消纳有较大关系,且制度内未设分摊金额上限,例如春节或疫情等特殊情况,全省高耗能企业停产,新能源场站的分摊费用将大幅增加。
2.3 一次调频考核
新能源场站机组不具备一次调频功能,直接被考核。度考核费用计算方式为F=WKα一次调频C机组,安徽区域风电月平均上网电量1500 万kWh,月度考核费用约为4324.5 元/月。
2.4 无功调节考核
2.4.1 母线电压不合格
发电厂母线电压月合格率低于99.5%时,考核费用计算方式为F=0.01(99.5%-λu)Wα母线电压C机组,取样本月平均上网电量1500 万kW•h,最大考核费用约为11532 元/月。当λu=90%时,考核费用为10955.4 元。
2.4.2 AVC 投运率不达标
AVC 装置同相应电力调度交易机构主站AVC 闭环运行,且AVC月投运率低于98%时,接受AVC 投运率考核。考核费用计算方式为F=0.01(98%-λAVC投运)WαAVCC机组,取样本月平均上网电量1500万kW•h,最大考核费用约为5766 元/月。当λAVC投运=80% 时,考核费用为 10378.8 元。
2.4.3 AVC 调节不合格
电力调度交易机构AVC 主站电压或无功指令下达后,AVC 装置在5min(福建)、3 min(其它)内调整到目标指令要求范围内为合格。AVC 调节合格率考核费用计算方式为F=(1-λAVC调节)WαAVCC机组/100,取样本月平均上网电量1500 万kW•h,最大考核费用约为 5766 元 /月。当λAVC调节=80%时,考核费用为11532 元。
2.5 资源来源信息传送考核(即功率预测考核)
2.5.1日前功率预测考核
①风电场和光伏电站日前功率预测应每日按时上报,月上报率应达到100%。未按要求上报的,每发生一次,考核费用计算方式为F=K电量比例W当月α技术管理C全厂,取样本月平均上网电量1500 万kW•h,日前功率预测未及时上报每月最大考核费用约为57660 元/月。正常考核费用为2883 元/次。
②日前功率预测准确率小于 80%时,每日考核费用计算方式为F=(80%-日前功率预测准确率)PNtα技术管理C全厂,取样本容量10 万kW,日前功率预测准确率低于80%考核费用768.8 元/日。
2.5.2 超短期功率预测考核
①上报率应达到100%,少报一次,考核费用计算方式为F=K电量比例W当月α技术管理C全厂,取样本月平均上网电量1500 万kW•h,超短期功率预测未及时上报每月最大考核费用约为57660 元/月。正常考核费用为28.83 元/次。
②日准确率小于85%时,每日考核费用计算方式为F=(85%-日准确率)PNtα技术管理C全厂。
③月度风电功率、光伏发电功率日前预测和超短期预测考核费用之和最大限值为Fmax=K电量比例W当月C全厂,取样本月平均上网电量1500 万kW•h,月度风电功率、光伏发电功率日前预测和超短期预测考核费用之和最大限值为57660 元/月。
通过对以上“两个细则”重点考核指标的计算,华东区域两个细则对安徽区域新能源场站影响较大的部分为调峰考核(即辅助服务分摊)及资源来源信息传送考核(即功率预测考核)部分,其中调峰考核按样本2020年1、2月份已公示数据计算,平均考核金额为4.5万元每月,其他各项考核均按样本最大考核限值计算,其中一次调频考核限值为0.43 万元,无功调节考核限值为1.73万元,功率预测考核限值为5.77 万元,样本参与华东区域“两个细则”在安徽区域已落地考核金额总计约12.43 万元,占样本场站当月结算标杆电费的2.16%,为新能源场站带来一定经营压力。
3 对策制定
根据对华东区域“两个细则”原文解读,由于新能源场站暂不具备一次调峰和一次调频能力,接受电网强制考核,其中调峰考核纳入《安徽电力调峰辅助服务市场运营规则》进行。无功考核与功率预测考核部分,新能源场站可通过运行管理及技术手段进行提升的同时,应做好以下几点:
①密切关注电网政策要求,新建场站建设期即做好调度数据网设备的安装调试工作,务必满足电网两个细则考核相关要求,在运场站按照电网要求做好设备改造升级工作。
②无功考核部分,新能源场站需做好现场无功控制设备的运维与维护,高度关注升压站母线电压情况,合理安排站内无功设备的投切。
③功率预测考核部分,配合功率预测厂家做好与省调的沟通协调,通过对安徽省电网功率预测考核计算模型的分析与优化,对场站功率预测系统计算模型进行同步优化,稳步提升新能源场站功率预测系统数据的上报率和准确率。
④做好与电网的沟通配合,及时完成各项运行管理任务,与电网公司一起构建安全电网,以降低受“两个细则”考核造成的效益损失。
当前新能源场站调峰及调频功能尚处于发展阶段,储能装置成本高昂且技术参数无法满足新能源场站全生命周期运行要求,区域电网政策不够清晰等一系列原因导致当前各新能源公司在落实电网硬性技术要求的基础上,并未大面积开展调峰及调频技术改造,也是当前新能源场站最为经济的一种运营模式。随着技术的发展升级,后续新能源场站参与电网高频调节和高频调节依然存在可能[1]。
4 政策形势分析
根据安徽电网公布数据,调度口径2019年安徽区域风电新增装机171.65MW,全年风电装机增速为6.93%,光伏新增装机为800.77MW,全年光伏装机增速为9.46%,生物质新增装机为202.42MW,全年生物质装机增速为12.85%,全省新能源装机仍处于较快增长阶段,且当前光伏总装机为9263.6MW,占全省新能源装机容量近67.66%。全省调度口径新能源装机占统一调度火电装机近36.83%,考虑到非调度管辖光伏近2714MW 装机,全省新能源装机逼近统调火电装机深度调峰限值(总容量50%),为安徽电网系统的安全稳定性带来较大考验[2]。
按照当前发展形势,安徽电网将严格“两个细则”对新能源场站的考核,且根据安徽电网地调通知,分布式新能源场站后期需在省调统一安排下纳入“两个细则”考核,主要体现为参与《安徽电力调峰辅助服务市场运营规则》(即调峰分摊)。一系列动作证明,后续安徽电网将严格新能源场站的并网运行管理,加大对新能源场站的考核,不断扩大区域“两个细则”的考核范围和落地程度,可能造成的社会影响有:
①增加新能源场站建设和运营成本,给各新能源企业增加额外的生产经营压力,提高了进入安徽区域新能源市场企业标准;
②对新能源场站运维人员信息化、自动化技能水平要求更高更严,在熟读“两个细则”考核条款的同时,需具备现场自动化设备的运维及故障处理能力,能够做到对场站被考核情况的有效负荷,相当于从侧面提升新能源场站的人工成本;
③有效提升区域电网的稳定性和自动化程度,通过对场站AGC、AVC 设备的运行与控制,避免了全站拉停等粗糙的新能源限电方式。整体有利于区域电网及区域新能源企业的健康稳定发展。
5 结语
当前华东区域电网“两个细则”在安徽正处于加速落地及完善阶段,电网信息化系统建设尚不足以支撑“两个细则”所有考核项目的计算与公示,但随着安徽电网在考核系统建设方面投入的增加,电网将会不断严格两个细则对新能源场站的考核力度和范围,通过对电网信息化,自动化系统建设,全面启动两个细则的考核工作。为新能源公司发展带来挑战的同时,为电网的安全可靠运行增添可靠保障。